岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (7): 2475-2488.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0591CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0591
李艳灵1,周伟1, 2, 3,王頔1, 2, 3,王辉2,曹万达1,马刚1, 2, 3
LI Yan-ling1, ZHOU Wei1, 2, 3, WANG Di1, 2, 3, WANG Hui2, CAO Wang-da1, MA Gang1, 2, 3
摘要: 缩尺效应被认为是堆石坝变形预测不准的主要原因之一。爆破块石料与砂砾石料的缩尺效应规律不同,初步分析是因形状差异在堆积密实、颗粒破碎上表现不同,但尚缺乏完整的机制解释。考虑颗粒破碎强度的尺寸效应和配位数对破碎强度的影响,开展了缩尺前后堆石料与砂砾石料的离散元法(discrete element method,简称DEM)数值试验,基于三维扫描爆破块石料制备堆石料数值试样,将砂砾石料简化为圆球颗粒集合体。结果表明,颗粒形状对接触力链网络的影响是导致堆石料与砂砾石料缩尺效应差异的主要因素。由于不规则颗粒间咬合作用强烈,削弱了级配拓宽产生的堆积密实效应,表现出平均力学配位数、法向与切向接触力各向异性系数随之降低,导致变形模量和抗剪强度降低。圆球颗粒试样规律相反,堆积密实效应突出,接触力链网络更稳定。在圆球体系中,破碎强度的降低减弱了缩尺引起的模量变化,而在不规则颗粒试样中,这种影响则较小。
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