摘要

利用离散元软件建立珊瑚砂微生物固化体无侧限压缩试验模型。数值模型通过在珊瑚砂颗粒表面及接触处生成微小碳酸钙颗粒来较好地模拟MICP胶结,考虑了珊瑚砂–珊瑚砂颗粒、珊瑚砂–碳酸钙颗粒及碳酸钙–碳酸钙颗粒的接触;分析了不同胶结程度微生物珊瑚砂固化体的颗粒位移、微裂纹发展及微裂纹分布等细观特征,较好地解释了宏观变形和破坏机制。研究结果表明:在无侧限压缩下,主要是材料两端发生较大位移和破坏,中间部分位移较小;数值试样加载过程中裂纹发展可分为3个阶段,即压密阶段、裂纹扩展阶段及裂纹急剧增长阶段。随着胶结程度提高,试样从大块脱落破坏向小块或零散颗粒脱落破坏转变,拉、剪裂纹数目比值变小,试样微裂纹数目在各个方向上差异逐渐减小,裂纹扩展更加均匀。建立的离散元模型能较好地模拟MICP胶结,为更充分认识珊瑚砂MICP胶结固化体的宏观变形与破坏机制奠定基础。