›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (S1): 423-430.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

三向土工格栅筋土界面及摩擦特性的离散元模拟

苗晨曦1，郑俊杰1，崔明娟1，谢明星1，赵建斌2   

  1. 1. 华中科技大学 岩土与地下工程研究所，武汉 430074; 2. 山西省交通科学研究院 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，太原 030006
  • 收稿日期:2013-10-13 出版日期:2014-06-10 发布日期:2014-06-20
  • 通讯作者: 郑俊杰，男，1967年生，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土工程与隧道工程方面的教学、科研与技术咨询工作。E-mail: zhengjj@hust.edu.cn E-mail:miaochenxi@hust.edu.cn
  • 作者简介:苗晨曦，男，1989年生，博士研究生，主要从事微生物固化软土及新型数值方法的研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助（No. 50978112，No. 51278216）；山西省交通建设科技项目资助（No. 20110217）。

Discrete element simulation of interface characteristic and frictional properties of triaxial geogrid

MIAO Chen-xi1，ZHENG Jun-jie1，CUI Ming-juan1，XIE Ming-xing1，ZHAO Jian-bin2   

  1. 1. Institute of Geotechnical and Underground Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 2. Key Laboratory of Highway Construction and Maintenance Technology in Loess Region, Shanxi Transportation Research Institute, Taiyuan 030006, China
  • Received:2013-10-13 Online:2014-06-10 Published:2014-06-20

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摘要： 为研究筋土界面细观结构演化并定量评价格栅摩擦特性对加筋性能的影响，建立三维离散元模型，运用“clump”较真实地模拟了三向格栅的增强型节点。通过分析拉拔荷载下界面内颗粒及筋材的力学响应，并将其与前人模型试验及理论分析结果进行对比，验证了文中模型的准确性，得出了局部孔隙率以及配位数等细观参数的变化规律。分析格栅表面摩擦系数参数发现，表观黏聚力与摩擦系数具有正相关性，当摩擦系数达到一定值时摩擦角不再增长。统计结果表明，宏观上界面强度提高可归因于细观上的组构优化。分析筋土界面采用的方法和所得的结果可为加筋土结构机制分析提供新的认识。

关键词: 三向土工格栅, 拉拔试验, 摩擦系数, 离散元法

Abstract: Aiming at studying the evolution of the microstructure in the interface and quantitatively assessing the extent that friction coefficient influences the reinforcement performance, a three-dimensional discrete element model is established; and the strengthened node of triaxial geogrid is factually simulated by jointing the surrounding particles with the assistance of “clump” logic. The mechanical responses of reinforced soil and geogrid under pull-out loading are analyzed. Compared with the experimental and theoretical results of previous reports, the accuracy of the model used in this study is verified. Meanwhile, the variation law of meso-structure parameters, such as local void ratio and coordinate number are obtained. Afterwards, parametric study on friction coefficient is carried out, and it can be found that the apparent cohesion is positively related to the friction coefficient. However, the internal friction angle cannot increase continuously when friction coefficient reaches a certain value. The statistical results demonstrate that the improvement of macroscopic interface strength could be reasonably attributed to the optimization of microscopic fabric. The presented methods in analyzing soil-geogrid interface and achievements in this paper could provide a new understanding for mechanism analysis of reinforced earth structure.

Key words: triaxial geogrid, pull-out test, friction coefficient, discrete element method

中图分类号: 

  • O 211
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