【摘要】：滑坡作為一種重要的地質(zhì)災害,對滑坡的形成及機理的研究常常是本學科的重點�；轮袔r土體滑移面的破壞與剪切帶的形成密切相關,所以研究剪切帶的形成與演化機理對研究和防治滑坡有重要意義。本文使用PFC2D離散元軟件對砂土顆粒介質(zhì)進行雙軸壓縮試驗的數(shù)值模擬。從速度場、位移場、轉動場以及力鏈網(wǎng)絡等4個方面對砂土顆粒介質(zhì)體系在雙軸壓縮試驗中剪切帶的形成與演化的過程和機理進行了詳細的分析;對剪切帶的傾角和厚度進行了簡單的探討;通過對剪切帶內(nèi)、外孔隙率,配位數(shù)及應力水平的定性分析來闡述剪切帶形成的應變局部化現(xiàn)象,揭示了剪切帶形成與演化的內(nèi)在機理。并把顆粒物質(zhì)的堵塞和流動概念應用于剪切帶的演化分析中,最后還驗證了剪切帶的形成與演化具有明顯的類固-液轉化特征。根據(jù)剪切帶的形成與演化所具有類固-液轉化特征,本文使用PFC3D離散元軟件對砂土顆粒進行周期邊界條件下的單剪流動的數(shù)值模擬。從應力、有效摩擦系數(shù)、配位數(shù)、凈接觸時間數(shù)、慣性指數(shù)和體系體積變化等6個角度分析剪切速率、顆粒摩擦系數(shù)和恢復系數(shù)對類固-液轉化過程的影響。發(fā)現(xiàn)孔隙比和剪切速率對類固-液轉化過程有明顯影響,而摩擦系數(shù)和恢復系數(shù)對類固-液轉化過程的影響很小。但是摩擦系數(shù)大、恢復系數(shù)小的顆粒體系更易發(fā)生凝滯;摩擦系數(shù)小、恢復系數(shù)大的顆粒體系更易發(fā)生流動。同時發(fā)現(xiàn)周期邊界條件會使顆粒體系的單剪流動中密砂發(fā)生體脹時伴隨著應變硬化,而松砂發(fā)生體縮時伴隨著應變軟化。因此提出要謹慎使用并進一步研究周期邊界條件。根據(jù)堵塞和堵塞相圖的概念,使用孔隙比e、剪切應力和剪切速率?建立了-?-相變圖,使用孔隙比e、剪切應力和光滑系數(shù)建立了--相變圖。這些相變圖能夠直觀地反映顆粒在剪切流動中所處的狀態(tài)。本文最后還把-?-相變圖應用于剪切帶的演化規(guī)律的定性分析中。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU43

【參考文獻】

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1 周健,池毓蔚,池永,徐建平;砂土雙軸試驗的顆粒流模擬[J];巖土工程學報;2000年06期

2 蔡正銀,李相菘;無黏性土中剪切帶的形成過程[J];巖土工程學報;2003年02期

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本文編號：2569576