基于Furnas方程和分形理论的级配优化方法及试验验证

为获得土体的最优密实度,需进行颗粒级配设计方法的优化。在Fractal理论和Furnas方程相结合的基础上,推导适用于描述连续级配土体的级配控制方程(F-F方程),提出一种易于确定的颗粒级配优化方法。通过开展室内固结试验探究级配优化试样与9组级配良好砂土试样的变形特征,确定所提级配优化方法的优势。利用颗粒流软件PFC建立可反映土样变形特性的数值模型,通过对比模拟结果与室内试验结果,验证所建模型的有效性,并在此基础上开展6组级配碎石单轴压缩数值试验。研究结果表明:F-F级配优化方程对砂土、碎石等不同粒径土料均具有广泛的适用性;与不均匀系数Cu、曲率系数Cc及分形级配方法相比,所提出的级配优化方法不含经验参数,对高效控制土体密实度具有明显的优越性和更宽广的适用性。