岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (9): 3225-3236.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0947CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0947
费建波1, 2, 3,刘志昊1, 2, 3,彭冬林1, 2, 3,介玉新4, 5,陈湘生1, 2, 3
FEI Jian-bo1, 2, 3, LIU Zhi-hao1, 2, 3, PENG Dong-lin1, 2, 3, JIE Yu-xin4, 5, CHEN Xiang-sheng1, 2, 3
摘要:
传统土力学中对黏性土黏聚力的解释多依赖于摩尔−库仑破坏准则框架下的宏观参数黏聚力c,本研究采用聚硼硅氧烷涂层玻璃颗粒制备黏聚力可控颗粒材料(cohesive granular materials,简称CCGM),实现颗粒间微观黏聚力(即聚合物桥黏结)定量可控,将黏性颗粒的黏聚力与颗粒间的微观黏结作用力进行联系,使颗粒黏性从宏观性描述转变为可量化的颗粒物理刻画。为揭示黏性颗粒从准静态到流动状态的跨流态演化机制,本研究引入颗粒的动态黏聚力物理表达发展了黏性颗粒摩擦系数−惯性数I的流变准则,基于发展的准则和物质点法(material point method,简称MPM)计算框架建立了连续介质动力学模型,能描述黏性颗粒从静止到流动的全过程。建立的连续介质模型能有效重现颗粒柱坍塌试验的时序演化过程,还能捕捉试验中发现的黏聚力增大会导致坍塌启动延迟、滑距减少、堆积角增加等现象。试验和模拟还表明,当黏聚数Co≥8.1或高径比a≥2.0时,颗粒流因非均匀能量耗散会形成径向裂纹网络。研究成果为滑坡碎屑流运动预测提供了理论工具。
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