粘性土各向异性特性的PFC数值模拟.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2009／17(5)-0638-05粘性土各向异性特性的PFC数值模拟高彦斌①②王江锋①②叶观宝①②李伟③徐超①②(①同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092)(②同济大学地下建筑与工程系上海200092)(③上海岩土工程勘察设计研究院有限公司上海200438)摘要本文采用PFC。来建立能够反映粘性土微观结构的模型，对不同方向的切样分别进行剪切试验，得到不同方向上剪切的应力应变曲线、剪应变一体应变曲线，求得不同方向上

2、的弹性模量、泊松比、体积模量和剪切模量4个参数，得到其变化规律。粘性土各个方向上剪切强度峰值强度基本沿竖直方向对称分布，呈现出由竖直方向到水平方向剪切的峰值强度由大到小的变化规律。关键词粘性土PFC。各向异性微观结构中图分类号：P642文献标识码：APFCNUMERICALSIMULATIoNoNANISoTRoPICPRoPERTIESoFCo-HESIVESoILGAOYanbin①②WANGJiangfeng①②YEGuanba0①②LIWei③XUChao~((~KeyLaboratoryofGeotech

3、nicalandUndergroundEngineering，To,,~iiUniversity，MinistryofEducation，Shanghai200092)(~DepartmentofGeotechnicalEngineeringTo,~iUniversity，Shanghai200092)(~ShanghaiGeotechnicalInvestigationsDesign&InstituteCo．，Ltd．，Shanghai200438)AbstractUsesPFC2Dtosetupthemodel

4、ofreflectingthemicrostructureofcohesivesoil．Then。numericalsheartestswit}ldifferentdirectionsarecarriedout．Theshearstress—straincurvesandshearstrain—volumetricstraincurvesareobtained．Theela．sticmodulus-Poissongratio，bulkmodulusandshearmodulusunderdiferentdirec—

5、tionsarecalculatedfromthenumericalcurves．Theshearpeakstrengthofcohesivesoilineachdirectionisfurtherstudied．Basically。thePeakshearstrengthreducesfromtheverticaltothehorizontalorientations．TheresultsshowthefeasibilitvofuSingPFC。tomodeltheanisotropicbehaviorofcoh

6、esivesoilwiththeconsiderationofitsinternalmicro—structure．KeywordsCohesivesoil。PFC，Anisotropy，Microstructure，Numericaltest收稿日期：2008一ll一18；收到修改稿日期：2009—03—20．基金项目：上海市重点学科建设项目资助(项目编号：B308)，国家自然科学基金项目资助(项目编号：4o702051)，教育部留学回国人员科研启动基金资助．第一作者简介：高彦斌，从事岩土加固与测试及数值模拟研究

7、．Email：yanbin—gao@sohu·corn17(5)高彦斌等：粘性土各向异性特性的PFC数值模拟639时让下面的“墙”以一定的速度向上运动，同时测量1引言上下墙体上的应力，控制墙体上的应力，使其达到5kPa时结束，这一阶段模拟重塑土体在自重压力下现实中的粘性土一般都是具有各向异性特性的压缩，然后对此土样进行侧向变形约束的竖向加的，这一点是为大家所共同接受的。有学者¨“对载，至压缩变形为2％，此时土样的孔隙比为0．44，这一现象进行了专门的研究，其研究方法一般是对这个土样代表一维固结后的粘土样。本文用到P

8、FC土样进行不同方向上的切样，然后进行相关试验，对的参数为kk．fric、—bond、s_bond，其中k比不同方向上的试验结果得到粘性土的各向异性特(N·m)是颗粒或墙的法向刚度；k(N·m)是性。一个不可避免的问题就是不同方向上所取样的颗粒或墙的切向刚度；frie是颗粒或颗粒与墙之间内部微观结构是不一样的，甚至相差很大，这样对试的摩擦系数；n_bond、