砂卵石土直剪实验的多面体颗粒单元数值模拟

摘要

通过构造DEM多面体颗粒单元来描述剪切带区域内颗粒间的镶嵌交错排列程度,对非规则颗粒材料的力学行为进行了离散元数值模拟,并通过对砂卵石土的直剪实验进行了验证.直剪盒内的多面体颗粒形状是由ζ来决定,同时为了避免循环的时候随机产生的外法向量重合,故对其法向量进行了修正.颗粒之间的作用力采用线性接触模型和接触黏结模型作为砂卵石土的本构模型,并考虑基于Coulomb滑移模型的滑动系数的影响.在不同轴向压力作用下,对砂卵石土在直剪实验中抗剪强度的影响进行了离散元模拟,计算结果与实测结果较为吻合,此外并分析了剪切带区域内的力链分布与颗粒间镶嵌交错排列程度的影响.