PFC3D模型中砂土细观参数的确定方法.pdf

第35卷增刊2岩土工程学报Vol.35Supp.2

2013年.10月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringOct.2013

PFC3D模型中砂土细观参数的确定方法

陈亚东1，于艳2，佘跃心1
(1.淮阴工学院建筑工程学院，江苏淮安223001；2.淮安市建筑设计研究院有限公司，江苏淮安223300)

摘要：采用理论分析和数值仿真试验相结合的方法，对砂性土的的细观参数与宏观参数间的对应关系进行了研究。
在总结大量三维颗粒流数值试验结果基础上，提出了与砂土的孔隙率、内摩擦角及压缩模量等宏观力学参数相匹配的
细观参数的确定方法，并给出了细观结构参数与宏观力学参数的函数关系。根据确立的砂土细观参数，建立了桩基础
的三维颗粒流数值分析模型，实现了桩基础荷载–沉降特性及桩周土体位移场的仿真模拟，且模拟结果与室内模型试
验具有良好的一致性，验证了细观参数确定方法及结果的可靠性。研究成果为后续的桩–土–承台细观工作性状研究
工作的开展奠定了坚实的基础。
关键词：颗粒流；数值分析；细观参数；宏观参数
中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1000–4548(2013)S2–0088–06
作者简介：陈亚东(1981–)，男，江苏滨海人，博士，主要从事土与结构相互作用理论和试验研究工作。E-mail:
[e-mail]。

Methodfordeterminingmesoscopicparametersofsandinthree-dimensional
particleflowcodenumericalmodeling

CHENYa-dong1,YUYan2,SHEYue-xin1
（1.FacultyofArchitectureandCivilEngineering,HuaiyinInstituteofTechnology,Huaian223001,China;2.JiangsuHuaianArchitecture

DesignInstituteCo.Ltd.,Huaian223001,China）
Abstract:Thecorrespondingrelationshipbetweenthemacroscopicandmesoscopicparametersisinvestigatedthrough
theoreticalanalysisandnumericalsimulationmethod.Basedontheresultsofalargenumberofthree-dimensionalparticleflow
codenumericaltests,themethodfordeterminingthemesoscopicparameterswhichmatchtheporosity,internalfrictionangle
andcompressionmodulusofsandissuccessfullyproposed,andthetheoreticalformulaebetweenmesoscopicandmacroscopic
parametersarealsogiven.Athree-dimensionalparticleflowanalysismodelforpilefoundationisestablishedaccordingtothe
proposedmesoscopicparameters.Theload-settlementcharacteristicsandsoildisplacementfieldaroundpilesaresimulated.
Thesimulatedresultshaveagoodconsistencywiththelaboratorymodeltests,andthereliabilityoftheproposedmethodfor
macroscopicandmesoscopicparametersisvalidated.Thereasearchresultsprovideastrongfoundationforthefurtherstudyon
mesoscopicworkingpropertiesofpile-soil-cap.
Keywords:particleflowcode;numericalanalysis;mesoscopicparameter;macroscopicparameter

0引言微观的一系列的结构参数联系，因此，在模拟工程问
离散单元法（discreteelementmethod，DEM）一题时，PFC模型细观力学参数可以通过匹配计算或数
般认为是Cundall于19