堆石体侧限压缩试验的三维颗粒流细观模拟

摘要

从细观角度出发,采用三维颗粒流程序PFC3D,建立了堆石体的侧限压缩试验模型。为考虑颗粒形状对试验的影响,对碎石样本进行形状分类和分布统计,并通过粘合球体的方式来获得不同形状的碎石颗粒。试验采用应力控制加载,进行多组堆石体侧限压缩仿真试验,探讨堆石体侧限压缩力学性能随颗粒刚度、颗粒间摩擦系数和颗粒形状变化的规律。数值计算结果表明:离散元方法能较好地反应堆石体侧限压缩力学性能的变化规律,依据轴向应力-应变曲线得出的侧限压缩模量主要与颗粒的刚度相关,与颗粒间摩擦系数基本无关,与颗粒形状有一定关系。通过颗粒形状分布统计和侧限压缩试验可以确定堆石体的颗粒刚度。