砂土小应变剪切模量各向异性试验研究及数值模拟.doc

砂土小应变剪切模量各向异性试验研究及数值模拟        【中文摘要】本文采用干燥的Toyoura和LeightonBuzzard(E)砂土,应用能产生小应变的弯曲元,基于真三轴系统分别研究结构和应力引起的各向异性小应变剪切模量变化规律,以及时间对小应变剪切模量的影响。并以试验为依托,利用离散元法研究了这种变化规律产生的原因,目的是从微观力学角度揭示小应变剪切模量各向异性产生的力学机制。通过试验和离散元数值模拟研究发现:等向压力条件下,各向上的小应变剪切模量与压力的乘幂成正比;非等向压力条件下,小应变剪切模量主要受剪切面内应力的影响,而与剪切面法向上的应力关系不大,并且小应变剪切模量与剪切面内的应力的乘幂也呈正比关系。研究还发现,应力历史对小应变剪切模量也有明显的影响。本文通过试验,还研究了时间对砂土小应变剪切模量的影响,得到了小应变剪切模量强化度随应力大小,偏应力比等变化的规律。基于离散元数值模拟研究不仅印证了试验的可靠性,还从微观力学的角度揭示了小应变剪切模量各向异性产生的力学机制。无论是结构还是应力引起的各向异性,其微观力学角度上都可以同一为土颗粒之间法向接触力和接触法向分布的各向异性。');【Abstract】Manypreviousresearcheshavefoundthat:soil,asakindofengineeringmaterials,:fabric-inducedanisotropyandstress---,soilmechanicalparametersvarywithdirections,***studiesthevariationrulesofstrengthanisotropycausedbyfabricandstresschangesbasedonexperimentsandnumericalsimulation-DiscreteElementMethod(DEM).Existingstudieshavefoundthattherelationshipbetweenshear-modulus(G)andshear-strain(ε)isnonlinear,whichimpliesthatitisinadequatetodeterminedshear-mod