考虑粗颗粒真实形状的混合土不排水剪切特性离散元研究

为了明确含真实形状粗颗粒混合土的宏观不排水剪切特性随细颗粒含量变化的细观机理,基于离散元数值分析方法,探究了细颗粒含量对真实角砾形状粗颗粒和球形细颗粒构成的混合土密实试样的宏细观不排水剪切特性的影响。使用三维扫描仪扫描真实角砾,获得其形状,在数值软件中通过填充大量子球,近似逼近粗颗粒真实形状。制备了细颗粒含量为0,10%,20%,30%,40%,50%,70%,90%和100%的试样,使用等体积方法对试样进行了三轴压缩试验的模拟。结果表明:当细颗粒含量不超过50%时,细颗粒含量对混合土的不排水剪切强度影响较大。基于3种接触对混合土应力比的贡献大小,使用细颗粒含量界限值对混合土进行工程分类。通过分析细颗粒含量界限值,发现加载模式(排水或不排水)影响临界状态混合土的工程分类,但几乎不影响峰值状态混合土的工程分类。通过分析整体接触网络的力和组构的各向异性,揭示了混合土的峰值和临界内摩擦角依赖于细颗粒含量的机理。通过分析3个子接触网络的各向异性,阐明了整体接触网络的各向异性随细颗粒含量变化的原因。