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堆积体直剪试验颗粒流细观数值模拟研究
摘要
堆积体直剪试验是一种常用的测试方法，其结果对于土工工程应用具有重要意义。本文采用离散元法进行堆积体直剪试验颗粒流细观数值模拟研究。通过对模拟结果的分析可以发现，不同的堆积体结构对应不同的粒子流动和破坏形态，同时对试验结果也有明显影响。本文的研究结果对于深入理解堆积体直剪试验的粒子流动和破坏过程具有一定的参考意义。
关键词：堆积体直剪试验；离散元法；颗粒流细观模拟；破坏形态
Abstract
Thedirectsheartestofpilestructureisacommonlyusedtestingmethod,andtheresultsareofgreatsignificancetotheapplicationofgeotechnicalengineering.Inthispaper,thediscreteelementmethodisusedtostudythenumericalsimulationofparticleflowinthedirectsheartestofpilestructure.Throughtheanalysisofthesimulationresults,itcanbefoundthatdifferentpilestructurescorrespondtodifferentparticleflowandfailuremodes,whichalsohaveasignificantimpactonthetestresults.Theresearchresultsofthispaperhaveacertainreferencevalueforthein-depthunderstandingoftheparticleflowandfailureprocessinthedirectsheartestofpilestructure.
Keywords:Directsheartestofpilestructure;Discreteelementmethod;Particleflowmicroscopicsimulation;Failuremode
1.前言
堆积体直剪试验是一种通过在一定的剪切条件下，研究土体抗剪强度和应变破坏特性的一种通用实验方法。该试验方法被广泛应用于工程实践中，如土方工程、基础工程、地下工程等领域。为了更深入地理解堆积体直剪试验过程中的颗粒流动和破坏形态，学者们提出了多种试验方法和数值模拟方法。其中，离散元法作为一种有效的数值模拟方法，已经在堆积体直剪试验中得到了广泛的应用。
2.研究方法
本文采用离散元法对堆积体直剪试验进行数值模拟。离散元法是一种通过离散化连续介质的方法，将物质离散成许多小颗粒，然后采用牛顿运动定律推导出各小颗粒之间相互作用的力学模型进行模拟的方法。在进行模拟过程中，对试样的初始状态、外施荷载、荷载路径、土体的力学参数等因素进行了详细的设定，以保证模拟与实验的吻合程度。
3.模拟结果
通过对不同堆积体结构的模拟，可以发现不同的堆积体结构具有不同的粒子流动特征和破坏形态。例如，对于由一组规则球堆积而成的结构，粒子的流动主要集中在表面附近，破坏形态呈现为较为平滑的表面剪切破裂；而对于不规则球堆积而成的结构，粒子的流动则更为复杂，破坏形态呈现出更为复杂的细节和局部裂缝。此外，本文还通过分析粒子受力链的变化来深入探究了颗粒流动的机理。
4.结论和展望
本文通过离散元法对堆积体直剪试验进行了颗粒流细观数值模拟研究，研究结果表明，不同的堆积体结构对应不同的粒子流动和破坏形态，同时对试验结果也有明显影响。未来的研究中，可以进一步深入探究不同堆积体结构的破坏机理，以提高模拟精度并为实际工程应用提供更为准确的理论支持。