›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (12): 3619-3626.doi: 10.16285/j.rsm.2017.12.029

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

砂土正交组构幅值参量的定量分析

李学丰1, 2，何玉琪1, 2，刘金锋2，何维刚3   

  1. 1. 宁夏大学 物理与电子电气工程学院，宁夏 银川 750021；2. 宁夏大学 固体力学研究所, 宁夏 银川 750021； 3. 宁夏艾依河管理局，宁夏 银川 750001
  • 收稿日期:2015-12-07 出版日期:2017-12-11 发布日期:2018-06-05
  • 作者简介:李学丰，男，1976年生，博士，教授，主要从事环境岩土工程及岩土本构模型方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家重点研发计划项目（No.2017YFC0504400，No.2017YFC0504404）；国家自然科学基金项目（No.5168050，No.51669027）。

Quantitative analysis of amplitude parameters for orthotropic fabric sand

LI Xue-feng1, 2, HE Yu-qi1, 2, LIU Jin-feng 2, HE Wei-gang3   

  1. 1. School of Physics and Electronic-Electrical Engineering, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia 750021, China; 2. Solid Mechanics Institute, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia 750021, China; 3. Ningxia Aiyi River Affairs Office, Yinchuan, Ningxia 750001, China
  • Received:2015-12-07 Online:2017-12-11 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Key R&D Program of China (2017YFC0504400, 2017YFC0504404) and the National Natural Science Foundation of China (5168050, 51669027).

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摘要： 基于砂土细观组构描述理论，定义了新的正交各向异性幅值参量，用Toyoura砂细观试验做验证分析。非球形颗粒随机空间排列自然形成了砂土的正交各向异性，用两个独立变化的角度定量描述颗粒长轴在3个正交面上的方向分量，基于非球形颗粒随机排列的组构描述理论，分别定义了3个正交面上各向异性幅值参量的表达式。该表达式用数学概率统计的方法, 将颗粒的离散特性转化为组构在平面上的可测参量，随着细观颗粒几何、物理特性的变化，3个表达式可以用于描述材料的各向同性、横观各向同性和正交各向异性。Toyoura砂细观试验分析表明，3个幅值参量能较好地反映3个正交面上幅值参量的变化规律，可为砂土细观组构的定量检测提供更为灵活的方法，而且3个各向异性都具有清晰物理意义。

关键词: 砂土组构, 正交各向异性, 细观结构, 定量分析

Abstract: The novel amplitude parameters are proposed based on mecroscopic theory for orthotropic sand fabric, the comparative analysis is presented between the magnitude and mecroscopic test results of Toyoura sand. The random arrangement of non-spherical particles naturally forms orthotropic fabric of sand, and the three-dimensional component of its referred orientation are described with two independent angles. Based on the fabric theory of non-spherical particles randomly arranged of sand, the novel amplitude parameters of anisotropic sand on three orthogonal planes are defined. The expressions of the novel amplitude parameters are defined with the mathematical probability statistical methods, the fabric characteristics of discrete particles become the measured parameters in the plane. With the changes of the physical characteristics and geometry of microscopic particles, the amplitude parameters can be used to describe the isotropy, transversely isotropy and orthogonal anisotropy of material. Verification analysis with mecroscopic tests for Toyoura sand shows that the three amplitude parameters can describe the properties in orthogonal plane, the extensive quantitative methods of mecroscopic fabric which own a clear physical meaning are provided.

Key words: sand fabric, orthogonal anisotropy, microstructure, quantitative analysis

中图分类号: 

  • TU 443

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[1] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[2] 蔡正银, 朱 洵, 黄英豪, 张 晨. 冻融过程对膨胀土裂隙演化特征的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4555-4563.
[3] 谢亦朋, 杨秀竹, 阳军生, 张聪, 戴勇, 梁雄, 龚方浩, . 松散堆积体隧道围岩变形破坏细观特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4925-4934.
[4] 胡东旭，李 贤，周超云，薛 乐，刘洪伏，汪时机. 膨胀土干湿循环胀缩裂隙的定量分析[J]. , 2018, 39(S1): 318-324.
[5] 冯上鑫，柴军瑞，许增光，覃 源，陈 玺. 基于核磁共振技术研究渗流作用下土石混体细观结构的变化[J]. , 2018, 39(8): 2886-2894.
[6] 刘 洋，李 爽. 散粒介质临界状态细观力学结构特征的数值模拟与分析[J]. , 2018, 39(6): 2237-248.
[7] 王少杰, 吕爱钟, 张晓莉. 正交各向异性岩体中非圆形水工隧洞的解析解[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4437-4447.
[8] 陈世杰，马 巍，李国玉，刘恩龙，张 革,. 与医用CT配合使用的冻土三轴仪的研制与应用[J]. , 2017, 38(S2): 359-367.
[9] 陈 立，张 朋，郑 宏,. 土石混合体二维细观结构模型的建立与数值流形法模拟[J]. , 2017, 38(8): 2402-2410.
[10] 许 雷，刘斯宏，鲁 洋，宋迎俊，杨 齐. 冻融循环下膨胀土物理力学特性研究[J]. , 2016, 37(S2): 167-174.
[11] 姚哨峰，张振南，葛修润，邱一平，徐金明，. 大理岩断裂能与细观结构几何特征相关性[J]. , 2016, 37(8): 2341-2346.
[12] 吴 刚 ，翟松韬 ，王 宇，. 高温下花岗岩的细观结构与声发射特性研究[J]. , 2015, 36(S1): 351-356.
[13] 周翠英 ，李伟科 ，向中明 ，黎杰明 , . 水-应力作用下软岩细观结构摩擦接触分析[J]. , 2015, 36(9): 2458-2466.
[14] 尹延春 ，赵同彬，谭云亮 ，于凤海 , . 基于Otsu图像处理的岩石细观模型重构及数值试验[J]. , 2015, 36(9): 2532-2540.
[15] 申林方 ，王志良 ，李邵军,. 基于土体细观结构重构技术的渗流场数值模拟[J]. , 2015, 36(11): 3307-3314.
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