不同温度环境下加肋土工膜与砂土界面拉拔试验的颗粒流数值模拟

摘要

为了研究垃圾填埋场衬垫系统中加肋十工膜与砂十界面特性,通过对比室内拉拔试验,运用离散单元法的二维颗粒流程序(2D particle flow code,PFC2D),模拟了不同加肋高度和温度组合下的加肋土工膜与砂土界面拉拔试验,得到了加肋土工膜与砂土界面的宏观应力-应变曲线、细观颗粒间位移场和应力场的变化规律.研究结果表明:加肋土工膜与砂土界面的拉拔应力明显优于光面土工膜(h=0 mm)与砂土界面;界面极限拉拔应力随着加肋高度的增加而增大,随着温度的升高而减小;界面摩擦系数随着温度的升高而减小.还从细观角度(颗粒位移和内部接触力)模拟研究了加肋土工膜与砂土界面拉拔试验.研究结果表明:加肋土工膜与砂土界面附近砂土颗粒的位移较大,颗粒整体向左上力移动,而肋块后部上力的砂土由于法向应力作用向下运动;随着温度的升高或者加肋高度的减小,加肋上工膜与砂上界面附近的颗粒位移变大,稳定性变差;拉拔模型内部左侧的接触力较大,加肋土工膜附近的接触力也较大,并向上下两边逐渐减小;随着加肋高度的增加或者温度的降低,加肋土工膜与砂土界面附近土体内部的接触力明显增大.研究结果从宏观到细观较全面地描述了加肋土工膜与砂土界面拉拔试验的全过程.