低围压下颗粒形态对软黏土抗剪强度影响的离散元分析

论文摘要

黏土颗粒形态不仅反映黏土的矿物组分,更是影响其物理力学性质的重要因素之一。为了研究物质组成对软黏土微宏观性质的影响,采用离散元方法对不同颗粒形态的软黏土试样进行三轴压缩模拟试验。首先,基于扫描电镜图像量化颗粒形态,对天然状态下黏土颗粒的方向角和凹凸度进行统计,引入球度和凹凸度作为颗粒形态的特征参数;然后,基于原生矿物的单粒结构和黏土矿物的片状结构特征,构造球体单粒及圆柱体、正方体、长方体的片状簇体;最后,基于三轴试验离散元模拟方法,分析软黏土颗粒形态对其宏观力学及微观特性的影响。结果表明:片状颗粒试样比球体颗粒试样的初始模量高,抗剪强度大,随加载其排列趋于水平向分布;加载初期,颗粒球度对初始弹性模量影响较明显,初始弹性模量随着球度增大而逐渐减小;加载后期,颗粒凹凸度对抗剪强度指标影响作用逐渐凸显,试样内摩擦角和黏聚力随着凹凸度增大而逐渐减小;微观结构上,颗粒形状对颗粒位移和旋转也有较大影响。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 赵洲,张鹏,宋晶,李学,李志杰,黄伟标

关键词: 软黏土,离散元数值模拟,片状簇体,抗剪强度,微宏观性质

来源: 工程地质学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 中山大学地球科学与工程学院,中交第四航务工程勘察设计院有限公司,广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室,广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(41877228,41402239,41572277),广州市科技计划项目(201904010136)资助~~

分类号: P756.8

DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2019109

页码: 1085-1092

总页数: 8

文件大小: 1182K

下载量: 98

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