文摘

三轴试验的数值模拟煤测量沿高速公路膨胀土分布在萍乡地区,江西,是由离散粒子的流,在此期间macromechanical属性和剪切位移场的形成和发育模式的煤从细观的角度测量膨胀土进行了研究。结果表明,试样的宏观应力应变可以显著影响煤的颗粒间的摩擦系数测量膨胀土。偏应力的峰值试样摩擦系数的增加而增加,并在到达偏应力峰值之前,土壤的应力-应变关系的身体基本上呈现线性变化趋势;土壤颗粒间的接触刚度变化的偏应力峰值hyperbolically测试标本,及增加接触刚度逐渐减少导致偏应力峰值,但只有一个小影响试样的残余强度;围压被发现显著影响偏应力峰值和残余强度的测试标本;当围压实验从0.2 MPa提高到1.2 MPa,偏应力峰值和残余强度的测试标本增长了2.14倍和5.11倍,分别。本文揭示了macroinstability和失效机理的煤从microperspective测量膨胀土。

1。介绍

煤测量土壤主要是灰黑出现在外表,而土体暴露是淡灰色的层间结合较弱和松散的结构。自煤测量土壤易风化和开挖后水稳定性差的解体,大水沟都可能造成的水土流失在大雨中。因此,目前应该解决的一个迫切的问题是如何处理和利用工程与煤炭测量土壤。国内外一些研究者研究问题和加固措施对煤炭工程测量土壤(1- - - - - -3]。然而,工程的特点与煤炭测量土壤和上述问题的原因很少记录。关注煤炭测量土壤沿着Guangzhou-Wuzhou的高速公路,胡锦涛et al。(4)确定煤的剪切强度测量土壤在不同含水量及其影响规律与常规直剪试验。朱et al。5)建立了一个数学模型对边坡的稳定性由降雨的影响和分析裂缝渗透和风化层采用极限平衡法对边坡稳定与非饱和土的抗剪强度理论。Zhang et al。6模拟和分析了煤系土的边坡稳定与不同的裂缝和风化度下降雨入渗使用瞬态不饱和渗流软件基于一些次要的斜率Daqing-Guangzhou高速公路江西。李和刘7把红粘土和粉煤测量中国西南丘陵山区的土壤作为研究对象,调查不同含水量的影响规律等参数的凝聚力,内摩擦角,使用常见的直剪试验和抗剪强度。杨和郑8)确定工程水土特征曲线的重塑非饱和煤测量土壤样品与不同干密度使用土壤水分特征曲线表,他们适应数据测量与VG模型。大部分的上述单据倾向于从宏观力学的角度研究。然而,macromechanical属性参数的象征土体的微观结构的变化。在这种情况下,煤的斜率测量土壤可以被视为一个系统在不同大小的土壤颗粒组成。这些土壤颗粒离散系统中,粒子间相互作用的特征是非线性耗散。具体而言,它是内部的微机械行为的粒子系统,决定了许多macromechanical斜率的属性。因此,必须进行显微分析的复合粒子的结构边坡土壤和接触力链分布特征和运动特征的粒子,以披露机制的宏观颗粒系统的静态和动态特性显示煤的斜率测量土壤(9- - - - - -14]。

1979年,Cundall和斯特拉克15,16]提出了离散单元法(DEM),已逐渐成为一个有效的工具来研究颗粒的微观结构系统。许多学者模仿典型的土力学实验(例如,双轴压缩和直接剪切试验)使用离散单元法[17- - - - - -23]。筒仓是一个典型的散装流的卸载过程。离散单元法的外观后,兰斯顿·et al。24- - - - - -29日)利用DEM研究卸料斗。领域的复杂的土动力学或machine-soil动力学,一些学者利用离散单元法模拟开挖,钻探,铲,渗透和管道铺设过程30.- - - - - -36]。

大量的煤系地层含有蒙脱石和伊利石分布沿Pingxiang-Lianhua高速公路江西。因此,膨胀土在煤炭措施。然而,很少有研究在广阔的煤炭机械性能测量土壤目前已报告。本文采用离散单元法(DEM)有一个3 d数值模拟三轴试验的广阔的煤炭测量土壤,探讨micromechanic结构参数变化的影响规律的土体颗粒macromechanical广阔的煤炭测量土壤的特点,并讨论剪切位移场的形成和发展规律的广阔的煤炭测量土壤。研究成果可以为保护边坡的设计和施工提供理论参考的广阔的煤炭测量土壤。

2。离散单元法的原则

2.1。物理方程

离散单元法(DEM)是考虑对象的研究为一体组成的有限数目的离散粒子,每个粒子都是理想化的刚体和视为一个离散的计算单位。粒子的相互独立的接触和摩擦。假设正常的接触力 两个接触固体元素之间正常的相对位移成正比 他们之间,下面的代数关系可以获得37]: 在哪里 是正常的刚度不同的元素; 是正常的离散单元的位移;和 接触表面的单位法向量。

颗粒颗粒之间的切向接触力定义为剪切力的大小密切相关,粒子的运动轨迹及其加载历史。摘要颗粒粒子之间的剪切力是增量的形式表示。当接触颗粒之间形成粒子,总切向接触力 之间的粒子被认为是初始化为零。和切向接触力的增加导致颗粒间的相对位移累积在每个周期的计算时间步长。计算关系可以表示如下: 在哪里 是不同的元素之间的剪应力增量在每个计算步骤; 切向接触刚度的不同的元素;和 的切向相对位移的增量是不同的元素。

2.2。运动方程

基于方程(2),合力和主矩对颗粒粒子在每个时间步长计算的累积计算。之后,颗粒粒子的加速度和转动角速度计算根据牛顿第二定律。因此,速度等物理量,直线位移和角位移颗粒粒子的计算可以知道。如果由此产生的剪切力作用于颗粒粒子的方向 的时候 假设是 ,颗粒的运动粒子可以通过以下两个方程表示: 在哪里 目前颗粒粒子的平均加速度的 的方向 ; 目前颗粒粒子的旋转加速度的 的方向 ; 是颗粒状粒子的质量; 弯矩的合力作用于颗粒粒子;和 是颗粒状粒子的转动惯量。

2.3。颗粒接触本构模型

因为许多煤颗粒包含在广阔的煤炭测量土壤,特别是在风化层的斜率是宽松,它导致疲软的土壤之间的凝聚力。抗剪强度的形成主要是由内部土壤颗粒之间的摩擦。因此,接触滑动模型可以用来描述本构关系的法向力和切向剪切力之间相互作用的粒子。粒子之间的正常张力接触滑动模型中被忽视。粒子之间的滑动只发生在设定条件下,也就是说,粒子之间的剪力实际上生成应该大于预设阈值;同时,粒子之间的滑动必须执行在一定范围的剪切强度。假设位移两个粒子之间的重叠是小于或等于零,这可以被认为是两个粒子没有接触或者接触力为零。通过这种方式,他们可以被描述为本构行为 在哪里 是颗粒之间的摩擦系数。如果是这样,那么粒子将下滑。与此同时,在下一个周期的步骤, 将

3所示。煤的颗粒流数值模拟的测量土壤

颗粒流计算模型本文首先建立了根据实际土体的粒径范围假设土体的颗粒刚性材料。同时,上述接触滑动模型是用来表示粒子的相互作用。模拟试验件的应力-应变关系后的粒子通过改变microscomic三轴试验参数,获得的结果与三轴试验的实验室。最后,microscomic参数能反映的土壤颗粒macromechanical土体通过大量试验确定的属性计算和分析。此外,计算模型是作为一个基本模型,分析了影响粒子微观参数的变化律广阔的煤炭测量土壤的宏观特征。

3.1。三轴试验的数值计算的原则

数值模拟的计算原理的关键在三轴试验试样的应力状态计算在加载过程中应力控制。当加载试样通过控制底板和顶板的运动速度模型的约束边界的三轴试验与离散颗粒流程序模拟(38]。可获得试样的应力除以所有力量的合力作用于试样的区域对应的试样。试样的应变的方向 和 可以得到如下: 在哪里 是当前试样的长度和相应的方向 是原始试样长度方向。关于圆柱试样轴向应变 和径向应变 可以表示如下:

伺服周期函数可以调用的计算时间步长减少监测压力之间的差异和预设压力计算的数值模拟。采用数值伺服功能调整的速度进行试样的靠墙侧向约束,以便约束应力倾向于某一常数。数值伺服功能是通过以下算法;的速度边界约束可以表示如下: 在哪里 是横向的速度和抑制的长城吗 是一个“增量”参数通过下面的方法获得的。

假设增量产生的约束力在侧壁的运动限制在一个计算步骤可以表示如下: 在哪里 是接触表面的数量在约束边界和吗 是这些接触表面的平均刚度。因此,克制的平均增加压力 在哪里 区域的面积是参与约束边界。为了达到稳定测试加载三轴压缩试验的数值模拟,变量约束应力的绝对值必须小于监测值与预设值之间的差异。采用放大系数的模拟实际的数值模拟。 假定作为放大系数。保证加载稳定,我们可能 导致 在哪里 , , ,和 ;因此,

消除 通过 和 ,我们可以获得

下面的方程可以通过置换不等式:

因此,增加可以由以下方程:

一般来说, 在实际的模拟计算。

3.2。测试材料和实验室三轴试验

测试土壤样本来源的斜率原始煤层在A2 K12 + 110段Wanzai-Yichun高速公路江西。自然物理力学指标的样本如下:土壤颗粒的平均密度是2230公斤/米3;自然密度平均1680公斤/米3;很自然的孔隙度是0.32;和水分含量W测试的部分是18.2%。粒子分布的内容在不同粒径范围的广阔的煤炭测量土壤可以进行颗粒级配试验获得的样本筛选法和混合法,如表所示1。土壤颗粒主要范围从0.25到10毫米,占85.41%;与d10= 0.129,d30.= 0.58,d60= 1.27;不均匀系数Cu是9.84;和曲率系数Cc是2.08。SLB-1三轴剪切渗透仪由南京土壤仪器制造工厂是用于测试将unconsolidated-undrained (UU)剪切。测试件直径40毫米和80毫米高。环境压力下的三轴剪切试验是进行0.1 MPa, 0.3 MPa,分别和0.6 MPa。

表1
测试结果的煤的粒度分布测量膨胀土。
3.3。数值模拟三轴试验和微观参数的确定

大小的数值建模和粒子模拟放大为计算节省时间和提高效率的分析。三轴试验的数值模型身高2米,直径0.8米。可以从实验室颗粒分级测试的结果对广阔的煤炭测量土壤在表1,颗粒大小范围从0.25到10毫米。粒子直径应设置在这个范围内建模。可以生成和3058固体颗粒均匀分布的形式。计算模型如图1。

(一)
(一)
(b)
(b)
图1
计算模型为三轴数值实验。(一)边界墙。(b)粒子集。

墙顶部和底部的颗粒流驱动土壤样本进行相对运动通过数字伺服系统的巩固和环境压力下0.1 MPa, 0.3 MPa,和0.6 MPa,卸载测试块。同时,环境的压力测试的部分可以通过调整来保证不变的侧壁位移加载结束前。数值计算结果近似实验室通过重复试验三轴试验的结果计算通过改变粒子的微观参数。最后得到粒子的微观参数的校准结果,如表所示2。三轴仿真结果计算了民主党与实验室测试结果,如图2。从图可以看出,偏应力的峰值计算数值模拟三轴试验比较接近实验室的三轴试验结果与应力-应变曲线的变化趋势一致。因此,它表明,微观参数校准终于可以相对的方法真正的模型。

表2
利用离散单元法模拟微观参数。

图2
的结果偏差应力应变的三轴试验与数值模拟。

4所示。煤炭相关分析的微观和宏观力学参数测量土壤

4.1。摩擦系数和应力-应变之间的关系

摩擦系数 粒子之间设置为0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,数值模拟,以讨论摩擦系数的影响的宏观应力应变的煤测量土壤。其他粒子的微观参数计算模型可以根据表赋值1。不同摩擦系数的影响关系曲线应力-应变的煤测量土壤图所示3。

(一)
(一)
(b)
(b)
图3
图显示偏差应力与轴向应变之间的关系与不同摩擦系数:(a)偏差应力与轴向应变;(b)偏离峰值压力和摩擦系数。

根据偏stress-axial应变曲线在图3 (b)摩擦系数 粒子的增长,峰值之间的偏应力试样还将不断增加。土体的应力-应变关系往往是在线性变化前的试样达到峰值。土体进入后,应变软化阶段。从图可以看出3(一个),应变软化土壤明显。随着摩擦系数的增加,生长土壤颗粒之间的相互作用力可以观察到;和粒子之间的力量克服滑动也有所改善。因此,有一个土的变形模量的增加。某些增强土壤的残余强度和摩擦系数可以看出试样后,加载和卸载,然而,是无关紧要的。此外,土壤残余强度的增加摩擦系数大时无关紧要的。

图4提出了体积应变之间的关系曲线和试样的轴向应变在不同摩擦系数,表明体积应变随轴向应变的增加在加载的初始阶段,而粒子变形变化成切向滑动从正常压缩和粒子之间的重叠。因此,试样的体积变得越来越小,宏观上导致收缩。体积应变随轴向应变在加载的后期。测试块滑稍微增加体积,宏观上导致膨胀。试样的体积应变与摩擦系数的增加增大。


图4
图显示了体积应变与轴向应变之间的关系有不同的摩擦系数。
4.2。粒子的接触刚度和应力-应变之间的关系

基于最初的计算模型,环境压力为0.3 MPa;和接触刚度 是1 GPa, 3 GPa, 5 GPa, 7 GPa, 9 GPa,分别和12平均绩点。其他参数不变。的数值模拟三轴试验的试样进行6工作条件。试样的应力-应变关系与不同的接触刚度数据所示5和6。

(一)
(一)
(b)
(b)
图5
图表显示了不同的切向接触刚度和应力-应变关系:(a)偏差应力与轴向应变;(b)偏离峰值压力和切向接触刚度。

图6
图显示了体积应变与轴向应变之间的关系与不同切向接触刚度。

从图可以看出5,试样的偏应力峰值随粒子的接触刚度的增加。当接触刚度 从1增加GPa 3 GPa,偏应力峰值的衰落的试样是至关重要的;当接触刚度 增加从5 GPa 12 GPa,试样缓慢的偏应力峰值;当接触刚度 大,试样的残余强度往往是相同的值(如图5(一个))。根据数值模拟的测试结果,增加的接触刚度 粒子之间的试样,试样的宏观初始切线模量也会增加经验,而偏应力峰值和相对应的轴向应变强度达到峰值变小,表明接触刚度没有影响试样的残余强度。

它可以看到从图6试样的变形是构成主要由正常粒子压缩和重叠的体积应变随轴向应变的增加在加载的初始阶段。因此,试样是缩水了。粒子的接触刚度的影响试样的收缩不明显在早期阶段。进一步加载试样,其体积应变变得积极,随着轴向应变的增加而增加,而粒子变形变化为切向滑动从正常压缩和粒子之间的重叠,导致体积膨胀,这是宏观上表现为膨胀。试样的体积应变与试样的接触刚度增加。这样的增长,然而,在后期是不明显的。

从图可以看出7提出了计算结果的刚度比 不同粒子的初始切线模量试样在早期阶段减少,偏应力的峰值强度逐渐降低粒子刚度比的增加,发挥小影响试样的残余强度。此外,刚度比 有一个看不见的影响特点试样的收缩和膨胀等。

(一)
(一)
(b)
(b)
图7
图显示应力和应变之间的关系与不同粒子的接触刚度比率:(a)偏差应力与轴向应变;(b)体积应变与轴向应变。
4.3。在不同环境压力下应力-应变关系

周围的应力状态改变试样的三轴试验,探索偏应力和轴向应变的变化规律在不同环境压力。环境压力计算值为0.2 MPa, 0.4 MPa, 0.6 MPa, 0.8 MPa, 1.0 MPa,和1.2 MPa,而其他微观参数保持不变。计算结果如图8和9。

(一)
(一)
(b)
(b)
图8
图显示了不同围压应力和应变之间的关系:(a)偏差应力与轴向应变;(b)偏离峰值压力和围压。

图9
图显示体积应变之间的关系和不同围压和轴向应变。

从图8,试样的初始切线模量增长(曲线的斜率逐渐增加)曲线的软化应变的增加环境的压力。同时,偏应力峰值和试样的残余强度也不断提高,实现线性变化。因此,环境压力有显著影响试样的残余强度。

的体积应变与轴向应变关系曲线在不同环境压力下的试样如图9。它可以观察到试样的体积应变在加载初期阶段是负的。随着轴向应变的增加,试样逐渐缩小,变得越来越明显的增加环境的压力。当环境压力小,试样是转移从收缩膨胀。它也可以观察到试样的体积应变不断随环境压力的增加而减小。当环境压力小,范围下降是至关重要的;当环境压力很大,体积应变范围的下降是无关紧要的。

4.4。分析孔隙度的影响抗剪强度参数

基于最初的计算模型,环境压力设置为0.8 MPa;和试样的孔隙度设置为0.3,0.35,0.4,0.45,和0.5,分别,而其他参数保持不变,从而分析不同孔隙率下试样的应力-应变关系的条件。模拟计算结果如图所示10。从图可以看出10 ()对偏应力,孔隙度有一定的影响试样的峰值。试样的偏应力峰值大,当孔隙度小;孔隙度越大,试样的偏应力峰值越小。尽管如此,孔隙度有一个微不足道的影响试样的残余强度。

(一)
(一)
(b)
(b)
图10
图显示应力和应变之间的关系与不同的孔隙度:(a)偏差应力与轴向应变;(b)体积应变与轴向应变。

体积应变和轴向应变的关系曲线在不同孔隙度条件下的试样如图10 (b)。时可以观察到试样孔隙率较低(样品密度)是剪切,试样的收缩将会目睹了在加载初期阶段与体积的减少。之后,试样的体积会迅速增加,宏观上表现为以一个明显的方式膨胀,粒子在试样剪切和感动。当试样高孔隙度(样品是松散)剪,它的体积会减少随后的反弹之前,主要展现收缩。此外,试样的体积增加逐渐随孔隙度的增加而减小。

4.5。讨论剪切位移场的演化规律的煤测量土壤

粒子的位移和速度变化路径在试样可以实时监控和跟踪在加载过程中颗粒流数值模拟三轴试验的代码。此外,形成剪切位移场和应力场的变化规律的试样可以通过细化分析的位移矢量。图11显示了矢量图呈现剪切位移场的形成和演化的试样在不同的轴向压力(计算时间步长),环境压力为0.6 MPa。具体而言,数字(11日)和11 (b)显示的形成剪切位移矢量在初始加载阶段的试样。从图可以看出(11日)粒子在试样走向中央部分此时微不足道的形状剪切带,表明试样在膨胀的早期阶段。它可以看到从图11 (b)试样的剪切带是形成最初随着加载。这时,粒子的运动位移矢量方法的方向45°。而数据11 (c)和11 (d)显示的进化后的剪切位移矢量的偏应力试样达到峰值。由于粒子运动变化的低势能高势能,剪切位移场的方向趋势变得显著的增加试样的轴向应变。与此同时,剪切带的厚度越来越小的不稳定。

(一)
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(b)
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(c)
(c)
(d)
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图11
图显示了样本粒子的形成和剪切位移场的变化在加载(围压为0.6 MPa): (a) ;(b) ;(c) ;(d) 。

试样的剪切位移场分布在不同环境压力呈现在图12。它可以观察到颗粒的剪切位移带的宽度随着环境压力的增加逐渐缩小。微观机理分析表明,主要是因为粒子运动的阻力在克制试样与试样的环境压力增加。也就是说,取代了粒子的相对滑动的难度也在增加,这是进一步体现的增强的偏应力峰值macroperspective试样。

(一)
(一)
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(c)
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图12
图显示剪切位移场的分布与不同围压的标本:(a) ;(b) ;(c) ;(d) 。

5。Macroinstability煤测量土壤和微观结构分析,定位剪切带的

Cundall和斯特拉克39)以及Bardet Proubet [40]研究了剪切应变的本地化的PFC离散元素分析软件。Vardoulakis和Aifantis41)和Chambon et al。42)从理论上探讨了剪切带的产生机理的基础上,第二次梯度。在本文中,作者分析了介观机制本地化的剪切区与粒子的体积分数、配位数等细观参数。测试样品的等级在三轴测试源于边坡上的原状土壤含煤样品在马克K12 + 110断面A2 Wanzai-Yichun高速公路在伊春,江西。分级表所示1。三轴试验的数值模型是在高度和直径0.8米2.0米;平均土壤粒子密度被确定为2230公斤·m−3、天然孔隙度为0.32。介观参数的值的测试样本按照校准值表2。跟踪粒子系统的参数变化,测量范围(MS1)剪切带和一个外(一)剪切带内选择突出体积分数的变化,配位数和其他参数内外剪切带。

5.1。煤炭宏观不稳定性测量土壤

结果偏应力和体积应变测试样本模拟三轴试验如图13。图(13日)显示了完整的弹塑性的过程,粒子系统接受。当轴向应变ε< 2.0%,偏应力和轴向应变表现出宏观的线性变化,和粒子系统表现出弹性性质。当 增加,粒子系统进入塑性阶段。当轴向应变≤2%ε≤3.5%,测试样本进行了暴力的偏应力波动和轴向应变值的峰值2.4%。后来,偏应力逐渐降低;在这个过程中,测试样品的。当轴向应变ε> 3.5%,粒子系统进入软化阶段,应力偏量大大减少,这表明存在内部损坏系统。根据图13 (b)当粒子系统的压力下,体积应变 下降到负值;当粒子体积分数n在系统中增加,压力增加。当轴向应变ε< 2.0%,系统是在一个弹性应变。当轴向应变ε= 3.2%,体积应变εv=−1.8%,该系统实现了最高密度和最大体积分数。当轴向应变ε> 3.2%,体积应变 增加,粒子系统进入塑性阶段。当轴向应变ε= 5.3%,体积应变 = 0,表明系统的体积应变返回到初始状态。当ε> 5.3%,粒子系统的体积分数逐渐降低而体积应变经历了轻微的波动。同时,斜率的变化保持不变。系统经历了一个膨胀的剪切破坏。

(一)
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(b)
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图13
标本模拟三轴试验的结果:(a)偏斜应力之间的关系曲线和轴向应变和体积应变(b)和轴向应变。
5.2。Mesomechanism分析煤的剪切带定位测量土壤

图14说明了轴向应变和体积分数之间的关系曲线,测量使用测量领域。图14显示的体积分数nMS1和一份逐渐增加,而粒子系统仍处于弹性阶段,表现为收缩。当轴向应变≤2%ε的体积分数≤3.2%,剪切带(一)保持不变在65.38%,与系统转向硬化阶段。当ε= 3.2%,一份体积分数n表现出轻微的减少与一个小范围的变化和粒子系统内部开发的小裂缝。一份体积分数n表现出只有微小的变化ε< 4.5%。当ε= 4.5%,一份体积分数n进展在持续减少,系统进入临界状态时,显示的增长主要剪切带。当轴向应变的增加,剪切带(一)体积分数n表现出一个总体下降的趋势与偶尔的小向上和向下的偏差,这意味着粒子系统的膨胀主要是由于颗粒在剪切带内的松散的安排。不同模式的outer-shear区(MS1)体积分数是一份类似。

(一)
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(b)
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图14
的体积分数与轴向应变关系曲线:(a)体积分数之间的关系和轴向应变测量范围1(外剪切带);(b)体积分数之间的关系和轴向应变测量球面2(剪切带)。

图15显示了配位数的变化曲线和轴向应变。这是观察到,当轴向应变ε< 2%,整个粒子系统的加载过程继续,配位数Z逐渐增加。当≤2%ε≤4.5%,配位数ZMS1和一份小振荡,展出的最大MS1配位数为5.5和一份为5.84。当ε= 4.5%,配位数ZMS1和一份明显下降,这表明孔隙度的增加在中央区域的粒子系统。与此同时,从最小体积应变逐渐增加,这表明一个明确整个粒子系统的膨胀在软化阶段。当轴向应变ε= 5.8%,粒子系统的配位数增加。因此,得出结论,是膨胀的剪切破坏的粒子包括粒子之间的滑移和角位移,生成的粒子旋转。轴向应变为7.5%时,粒子系统的配位数保持几乎不变,协调MS1和一份分别为4.7和5.1,分别。

(一)
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(b)
(b)
图15
配位数与轴向应变关系:(a)的配位数和轴向应变之间的关系测量球面1(外剪切带);(b)的配位数和轴向应变之间的关系测量球面2(剪切带)。

6。结论

基于离散单元法(DEM)理论,本文对三轴试验进行数值计算的煤测量土壤以及模拟煤的macromechanical性质测量土壤的形成和发展以及剪切位移场从粒子微观的角度参数,可以获得类似于实验室的测试结果。通过分析微观粒子和参数的影响规律的煤的宏观应力-应变曲线测量土壤,以下的结论。(1)土壤颗粒之间的摩擦系数施加重大影响试样的宏观应力应变。的摩擦系数 粒子间的增加,试样的偏应力峰值也不断增加。土体的应力-应变关系往往是在线性变化前的试样达到峰值。土体进入后立即到达峰值应变软化阶段,而土体的残余强度的增加并不明显,当摩擦系数大。(2)颗粒之间的接触刚度的增加,而试样的偏应力峰值减少,基本上呈现一个双曲线的变化。当接触刚度比 增加,试样的偏应力峰值将逐渐减少,几乎没有对试样的残余强度的影响。与此同时,刚度比 微不足道的影响特征,如收缩和膨胀的试样。(3)偏应力峰值和残余强度明显受环境压力影响的测试。从微观机理分析,主要结果是抑制粒子运动的阻力增加的试样与试样的环境压力。也就是说,取代了粒子的相对滑动的难度也在增加,这是进一步体现的增强的偏应力峰值macroperspective试样。(4)体积分数的监控和协调剪切带的数量表明,剪切带的煤的体积分数测量土壤随着轴向应变的增加减少颗粒系统在软化阶段时,表明颗粒的膨胀行为系统基本上是由松散的颗粒在剪切带的分布。同时,配位数开始显著下降,表明粒子系统的中央地区孔隙度开始增加,失败和膨胀行为的粒子不仅包括粒子之间的滑移也造成的角位移的旋转粒子。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究得到了国家自然科学基金(批准号51609114),江西教育部门的科技项目(批准号GJ161101)和优越性南昌城市的科技创新团队项目(批准号2017 cxtd012)。