基于颗粒流的膨胀土膨胀力时程细观机制研究

作者：李涛^*; 黄晓冀; 刘波; 张荣辉; 李幻

来源：广西大学学报(自然科学版), 2023, 48(05): 1091-1103.

DOI：10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2023.1091

• 膨胀土
• 膨胀模型
• 时程方程
• 膨胀力
• 离散元法

为了深入分析膨胀土在增湿条件下膨胀力时程关系，开展了不同初始含水率和干密度下的无荷膨胀率试验与膨胀力试验，建立了考虑体积应力的膨胀土颗粒膨胀模型；采用颗粒流程序(particle flow code, PFC)数值计算方法，探讨了膨胀力在不同干密度、初始含水率下膨胀力随时间的变化规律，从细观层次上分析了增湿过程中土体接触力链的分布特征，并进行了颗粒膨胀函数中参数对时程曲线的敏感度分析。试验结果表明：增湿过程中膨胀力随时间的增长可以分为快速增长、匀速增长和相对稳定3个阶段。膨胀速率和极限膨胀力均随土体干密度增大而增大，随土体初始含水率的增大而减小。在增湿条件下，膨胀力在0～2 h内基本能达到极限膨胀力的80%。数值计算结果与室内试验结果一致，验证了颗粒膨胀模型的正确性。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 建筑工程学院; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 广州地铁设计研究院股份有限公司; 华北水利水电大学