粗粒土颗粒破碎的级配转移矩阵研究

作者：董宗磊; 童晨曦^*; 张升; 盛岱超

来源：岩石力学与工程学报, 2021, 40(07): 1504-1512.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2020.1109

• 土力学
• 粗粒土
• 级配转移矩阵
• 点荷载试验
• Hill分布
• 离散元法

级配转移矩阵通过建立颗粒破碎前后各粒径百分含量向量的关系,能有效地描述粗粒土破碎过程中的级配演化。现有的级配转移矩阵忽略了不同粒径组颗粒的破碎差异,且不能考虑颗粒发生诸如研磨等现象后其粒径分组未改变的情况。为此,提出一种新的级配转移矩阵求解方法:首先基于大量的单颗粒点荷载试验,提出能够描述单颗粒破碎后子颗粒粒径分布的Hill分布函数;在此基础上,将单颗粒的破碎演化规律引入到离散元模拟中,基于子颗粒替代法,对不同粒径组颗粒采用相应的阿波罗填充模式,开展一系列多粒径组试样的一维压缩试验,最后通过追踪各粒径子颗粒来源,求解土体级配转移矩阵。该研究克服了传统数值方法中子颗粒数量和粒径分布选择较为主观的缺点,可较好地反映不同粒径组颗粒的破碎演化规律。

• 单位
  中南大学; 高速铁路建造技术国家工程实验室; 土木工程学院