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季节冻土地区粗颗粒土-土工格栅界面特性离散元细观研究
1
作者
刘庆光
刘杰
+2 位作者
雷兵兵
张江鹏
白奇玉
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2025年第S1期647-656,共10页
为研究在季节冻土区,显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC^(3D)软件,针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验,进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土...
为研究在季节冻土区,显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC^(3D)软件,针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验,进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土在直剪试验中土工格栅的单体变形受力、孔隙率变化、粗粒土的位移与旋转及土体内部的力链应力场等宏细观特性演化过程,并通过模拟与室内试验结果的对比分析,验证模型的准确性和实用性。结果表明:在-5℃的低温条件下,随着剪切位移的增加,变形逐渐明显,且纵肋的变形显著大于横肋。深入分析土体内部不同截面的孔隙率变化,可以观察到孔隙率随着剪切位移的增长而降低,且剪切面上下的孔隙率呈现非对称分布模式。剪切位移主要集中于剪切面周围,位移呈现左高右低的特征,并随着剪切的进行,土体内部形成中心对称的拱形结构。进一步探究土体的应力场变化,初始时强力链沿盒壁分布,形成低应力区,而应力峰值过后,颗粒间接触力减少,力链沿对角线分布,这种分布特征与施加的水平推力有着密切的关联。研究成果从细观角度对粗粒土的加筋机理提供了理论解释,可为季节性冻土区的加筋土工程设计参数提供了数据支撑。
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关键词
季节冻土
土工格栅
离散元
直剪试验
宏细观特性
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职称材料
题名
季节冻土地区粗颗粒土-土工格栅界面特性离散元细观研究
1
作者
刘庆光
刘杰
雷兵兵
张江鹏
白奇玉
机构
石河子大学水利建筑工程学院
新疆
交通
规划勘察设计研究院有限公司
新疆
维吾尔自治区山地
交通
基础
设施
灾害防治技术工程研究中心
新疆高寒高海拔山区交通基础设施安全与健康重点实验室
出处
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2025年第S1期647-656,共10页
基金
新疆维吾尔自治区交通运输厅2022年度交通运输行业科技项目(2022-ZD-005)
新疆交通规划勘察设计研究院有限公司科技研发项目(KY2020060801)
寒区条件下土工格栅高加筋土边坡服役性能研究(KY2020060801)
文摘
为研究在季节冻土区,显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC^(3D)软件,针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验,进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土在直剪试验中土工格栅的单体变形受力、孔隙率变化、粗粒土的位移与旋转及土体内部的力链应力场等宏细观特性演化过程,并通过模拟与室内试验结果的对比分析,验证模型的准确性和实用性。结果表明:在-5℃的低温条件下,随着剪切位移的增加,变形逐渐明显,且纵肋的变形显著大于横肋。深入分析土体内部不同截面的孔隙率变化,可以观察到孔隙率随着剪切位移的增长而降低,且剪切面上下的孔隙率呈现非对称分布模式。剪切位移主要集中于剪切面周围,位移呈现左高右低的特征,并随着剪切的进行,土体内部形成中心对称的拱形结构。进一步探究土体的应力场变化,初始时强力链沿盒壁分布,形成低应力区,而应力峰值过后,颗粒间接触力减少,力链沿对角线分布,这种分布特征与施加的水平推力有着密切的关联。研究成果从细观角度对粗粒土的加筋机理提供了理论解释,可为季节性冻土区的加筋土工程设计参数提供了数据支撑。
关键词
季节冻土
土工格栅
离散元
直剪试验
宏细观特性
Keywords
seasonal frozen soil
geogrid
discrete element
direct shear test
macroscopic and mesoscopic characteristics
分类号
U445 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
季节冻土地区粗颗粒土-土工格栅界面特性离散元细观研究
刘庆光
刘杰
雷兵兵
张江鹏
白奇玉
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2025
0
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