粗粒土大型靜止側壓力系數(shù)測定試驗的顆粒流模擬

蔣明杰，栗書亞，吉恩躍，張小勇，朱俊高

(1.廣西大學工程防災與結構安全教育部重點實驗室，南寧 530004；2.廣西大學廣西防災減災與工程安全重點實驗室，南寧 530004；3.南京水利科學研究院，南京 210024；4.河海大學巖土力學與堤壩工程教育部重點實驗室，南京 210098)

粗粒土因具有抗剪強度高、壓實性好的特點，常作為土石壩和道路路基的重要填筑材料。靜止側壓力系數(shù)K0作為評價粗粒土基本力學性質的重要參數(shù)，研究K0對巖土工程有重要的理論意義。由于粗粒土的最大粒徑較大，通過大型靜止側壓力系數(shù)試驗儀準確地測定其K0值耗時長、費用昂貴。因此，通過建立相關數(shù)值仿真模型，對顆粒細觀參數(shù)的調整來探究K0演化規(guī)律，可規(guī)避試驗中設備以及人為誤差。

離散元軟件PFC3D由于能從細觀角度模擬土體力學特性，在土力學試驗的模擬中已有一定的應用。例如，邢煒杰等[1]分析了細觀參數(shù)的變化對黏性土的應力-應變關系曲線的影響，得出邊界條件、孔隙率、黏結強度、摩擦因數(shù)等細觀參數(shù)對黏土宏觀力學性質的影響規(guī)律；陳亞東等[2]提出了砂土的孔隙率、內摩擦角及壓縮模量等宏觀力學參數(shù)相匹配的細觀參數(shù)的確定方法，并給出了細觀結構參數(shù)與宏觀力學參數(shù)的函數(shù)關系；田世雄等[3]對不同粗粒含量砂卵石土宏觀及細觀力學特性開展了研究，提出了不同粗粒含量砂卵石土的接觸模量、摩擦因數(shù)等顆粒離散元細觀參數(shù)；楊舒涵等[4]采用離散單元法進行了顆粒材料的真三軸加載路徑數(shù)值試驗來研究粒間摩擦對顆粒材料宏觀力學特性的影響；……