基于PFC 2D的季冻区路基土损伤机理研究

为探索季冻区路基土在不同含水率条件下应力-应变曲线与冻融循环次数和围压之间的关系及其损伤机理，以中国东北地区阜新市某公路区间为试验路段，对选取的路基土土样进行冻融循环及三轴试验，获得冻融循环次数及围压与路基土的应力-应变曲线之间的影响关系;利用颗粒流软件PFC 2D建立冻融循环作用下路基土试件的数值计算模型。结果表明:冻融循环作用可导致路基土试件强度降低，且随着试件含水率的增加，应力-应变曲线呈现由应变软化逐渐表现为应变硬化特征，试件最优含水率为应变软化与应变硬化的分界点;随着围压的增大试件强度增加，在冻融循环次数较少且围压较低时，试件的应力-应变曲线表现出应变软化特征，在冻融循环次数较大时，围压的增加可增强试件的抗变形能力使其应力应变曲线呈现应变硬化现象;PFC 2D 软件模拟路基土三轴试验与宏观试验吻合度较高，说明数值计算模型所模拟的结果准确度较高，在细观角度发现冻融循环导致试件模型的力链由密转疏，围压使得力链由疏转密;模型孔隙率随冻融循环的增加逐渐变大，随围压的增加逐渐减小。