岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (9): 2967-2979.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1439CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1439
侯小强1, 2,杨芮1,李瑞冬3,樊小鹏3,郑佳乐1,侯宝胜4
HOU Xiao-qiang1, 2, YANG Rui1, LI Rui-dong3, FAN Xiao-peng3, ZHENG Jia-le1, HOU Bao-sheng4
摘要: 为探究卵石土混合体宏细观力学特性演化规律,利用Python语言在ABAQUS二次开发基础上研发了切近天然卵石样貌的卵石土混合体随机生成程序,通过三轴压缩数值模拟试验,分析了卵石含量、分布倾角及磨圆度等特性参数对卵石土混合体宏细观变形破坏形式的影响,揭示了其关键力学参数的变化规律。结合三维数字图像相关(three dimensional-digital image correlation,简称3D-DIC)技术监测试样在室内试验中表面及内部动态演化过程,验证了数值模拟结果的合理性。研究结果表明:低含石量试样裂隙扩展以“单侧绕流+穿石”“包石+穿石”等运动模式为主,高含石量试样以“单石转动”“走滑运动”等运动模式为主;随着含石量增大,试样剪切带由光滑平直状演化至X状,最终呈圆弧网状结构,试样的力链传递由X交叉型的模糊轮廓趋近于清晰垂直,且定向性明显;随着卵石含量增加、磨圆度增大,试件抗压强度、内摩擦角和黏聚力呈现增加趋势;卵石倾角增加,抗压强度、内摩擦角和黏聚力呈递减趋势。依据数字图像相关技术记录的单轴压缩试验中不同含石量试样的表现情况,证明了其表面裂隙的产生、扩展及内部破坏形态与数值模拟结果呈现一致性。研究结果加深了对卵石土混合体复杂力学特性的认识和理解,为今后卵石土混合体相关科学研究和工程应用提供理论依据。
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