颗粒形状对砂土蠕变的内部结构与颗粒运动的影响OA

砂土的颗粒形状会影响其物理力学性质,从而影响其工程特性。为探究蠕变过程中砂土颗粒形状对其内部结构与颗粒运动特征的影响,建立微观颗粒运动与宏观变形的联系,本研究基于离散元数值模拟方法,模拟不同颗粒形状的砂土在不同应力下的蠕变过程。研究表明,非圆形颗粒与圆形颗粒对蠕变的微观响应有较大差异。颗粒形状越扁平,砂土强度越高,蠕变变形越趋向于体积减小。蠕变过程中,不同的颗粒形状会影响颗粒间接触力分布,使其与砂土剪切过程中颗粒间接触力的分布规律更为相似;在颗粒排列方向上,越扁平的颗粒越趋于朝着垂直于主应力方向(水平方向)分布。剪切过程中,颗粒形状使得颗粒间接触运动对整体试样的变形贡献发生改变,非圆形颗粒的法向接触滑移引起剪胀,而切向接触滑移引起剪缩,与圆形颗粒运动的贡献相反。蠕变过程中,颗粒间接触运动对宏观体应变的贡献与蠕变起始点的应变特征密切相关,即颗粒间接触运动的贡献取决于蠕变的初始状态,是初始状态的变形延续。本研究可为地基的长期稳定性与变形预测提供一定的理论基础。