應用滲流-顆粒耦合的三維數值模型,計算分析土體的內部侵蝕過程。模型采用離散元法（DEM）計算顆粒運動過程,用有限體積法（FVM）計算滲流流場,顆粒運動與流場之間通過共用封閉項耦合。模型復演經典試驗得到的顆粒體系流動-變形特性,并建立了有效摩擦系數μ_eff與顆粒體系穩(wěn)定性之間的聯(lián)系,進而刻畫了土體在水頭閾值H_c下突發(fā)性失穩(wěn)現(xiàn)象:當加載水頭小于H_c時,μ_eff近似等于μ₀,此時土體穩(wěn)定,無內部侵蝕現(xiàn)象;當加載水頭達到H_c時,μ_eff突增至μ₁以上,此時土體突然失穩(wěn),內部侵蝕發(fā)生（μ₀和μ₁為計算率定值）。論文工作為深入認識堤防和土石壩中滲流侵蝕破壞機理提供了新的思路。

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【部分圖文】：

圖1DEM-FVM耦合模型計算流程圖Fig.1FlowchartofDEM-FVMcouplingmodel

?式（5）至（9）中所涉及到的模型參數的選取情況，見后續(xù)2.2節(jié)。1.3滲流-顆粒耦合及模型計算流程DEM-FVM的耦合通過式（1）與式（7）、式（9）間接實現(xiàn)。即顆粒空間位置的改變，影響局部孔隙率和滲透系數，進而影響滲流速度和水頭的空間分布；而滲流條件的變化，反過來也決定了顆粒....

圖2計算區(qū)域及邊界條件截面圖（x-z方向）Fig.2Sketchofsimulationdomainandboundary（b）第2組計算域及邊界條件

悖?齲耗誆殼質垂?討型撂迨?認窒笥脬兄搗治?472算例設計考慮到文獻中的箱型實驗[10]僅提供加載水頭閾值和侵蝕輸沙臨界現(xiàn)象的描述，缺乏土體顆粒體系的力學行為細節(jié)，故算例設計參照土體顆粒體系流動-變形特性研究的經典實驗[26]，共設計兩組算例。第1組算例用于復演實驗現(xiàn)象，驗證模型....

本文編號：4018652