用数值模拟研究砂和砾的剪切微观特性

摘要

离散元素法和粒状元素法为砂和砾建立了一种理想化的模型,可以将砂看作很多小颗粒的集合集,并在计算机中模拟砂的力学表现.此法特别适合于研究砂的离散体性质特别突出的情况,例如砂粒的飞散或砂的后屈服特征.本文用粒状元素法对砂的剪切变形和微观机理进行了较深入的研究,发现非关联流动则在很多场合成为理想本构关系的很好的近似,但在离散特性突出时也常有不适用的例子,发现从微观机理角度来看理想屈服面如果客观存在应该表现为锥面或接近于锥面,发现与加荷方向相对独立的流动方向即使从颗粒的微观移动场来看也接近于客观存在.很多结论并不意外,但由于本文是从微观机制的角度予以确认,就使之更为可信并且发人深思.