冻黏土界面层单调剪切数值模拟及实验对比分析

摘要

为研究冻土界面层的单剪力学性质,基于有限元数值模拟技术(ABAQUS)软件Goodman单元,利用软件二次开发功能,自定义冻土界面层弹塑性损伤本构关系,建立基于冻土界面层剪切试验的有限元模型,实现冻土界面层的剪切试验数值模拟。通过数值模拟分析和试验对比得出:(1)冻土界面层有限元模型数值模拟剪切试验,将计算结果与试验进行对比,两者间具有一致性;(2)冻土界面层模拟剪切时,剪应力随剪位移达到峰值剪应力后过渡到平稳剪切阶段;模拟峰值剪应力、模拟稳定剪应力随着法向应力增大而增大,冻土界面层的模拟抗剪强度与法向应力具有较好的线性关系,可用摩尔-库仑理论描述;(3)结构面粗糙度、冻土温度和法向应力等因素对冻土界面层力学特性具有重要影响。研究结果对冻土界面层力学特性问题提供新的研究方法和路径。