級配碎石工程力學(xué)性質(zhì)的數(shù)值模擬.pdf

1、級配碎石基層的工程設(shè)計和建設(shè)迫切需要一種有足夠力學(xué)依據(jù)和實際驗證的方法來評價級配碎石的路用性能，以取代以往的經(jīng)驗加實驗的設(shè)計方法來指導(dǎo)工程技術(shù)人員進(jìn)行合理設(shè)計。由于級配碎石是大粒徑多級配的散體物料，其工程性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜。為了正確描述其工程性質(zhì)，一個較好的途徑就是從它的細(xì)觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合實驗參數(shù)建立細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型以模擬其工程力學(xué)性質(zhì)。目前，許多研究者雖然提出了一些所謂的微細(xì)觀力學(xué)模型，但完全從微細(xì)觀層次上考慮級配碎石的模型還較少。正是在這種背

2、景下，本文開展了相關(guān)的研究工作。級配碎石的模量是影響其工程力學(xué)性能的主要因素。級配碎石模量不僅與其應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，還與其本身的組構(gòu)關(guān)系、級配、加載速率等有密切的關(guān)系。本文通過虛擬試驗，研究級配碎石模量的變化趨勢；通過不同的虛擬試驗，研究了影響級配碎石的模量的各種因素。希望能夠從細(xì)觀層次上建立級配碎石的分析模型，為級配碎石細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析提供一種分析方法和工具。 本文的主要工作包括： 1．離散單元法及其應(yīng)用程序PFC的理論研究工

3、作。 2．級配碎石室內(nèi)實驗，為數(shù)值模擬提供相應(yīng)的宏細(xì)觀參數(shù)。 3．隨機(jī)多邊形生成算法及其相應(yīng)的程序設(shè)計 4．級配碎石的虛擬試驗及結(jié)果分析。 在前人對級配碎石所做研究的基礎(chǔ)上，本文在以下幾個方面有所創(chuàng)新： 1．首次采用離散元軟件PFC對級配碎石的回彈模量進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明采用離散元軟件對級配碎石進(jìn)行分析比較理想； 2．自行開發(fā)的多邊形生成子程序代表碎石內(nèi)部細(xì)觀結(jié)構(gòu)，并給出了相應(yīng)的計算