基于可破碎离散元法的堆石料应力变形及剪胀特性缩尺效应研究

摘要

缩尺效应对堆石料应力变形及剪胀特性有显著的影响,当前对其缩尺规律已有诸多认识,但缩尺机理仍不清晰。为进一步揭示堆石料缩尺效应产生机理,基于可破碎离散元法,通过开展不同尺寸试样的数值三轴剪切试验,探讨堆石料力学变形缩尺规律,并从宏、细观层面深入分析试样剪胀特性的缩尺规律,揭示其产生的细观机理。研究表明:试样尺寸越大,抗剪强度越低,剪缩性越强,且试验围压越高,这一现象越显著;采用相似级配法缩尺得到的不同尺寸试样初始承力结构相似,但尺寸越大的试样其承力结构越稀疏;试样尺寸越大,各粒径组有效配位数分布的降低程度减弱,且围压越大时越明显;各粒径组有效配位数分布的演化与试样颗粒破碎率成正相关,试样颗粒破碎率越大,各粒径组有效配位数分布上抬越多;不同尺寸试样间各粒径组有效配位数分布差演化的差异是试样剪胀特性缩尺规律产生的细观机理之一。