在使用DEM的液化后过程中探索轻度水泥沙的宏观行为和微观结构演变
Fuguang Zhang1,2,3, Cheng Chen4, Huaiping Feng1
1State Key Laboratory of Mechanical Behavior and System Safety of Traffic Engineering Structures, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China.
这项研究使用离散元素方法来分析化砂在液化后的行为. 微结构的演变显著影响液化后的强度和刚度,受水泥含量和循环应力比率的影响.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 土壤力学 土壤力学
- 材料科学 是一种材料科学.
背景情况:
- 在水泥砂中的液化在地质工程中构成重大风险.
- 了解液化后的行为对于基础设施的弹性至关重要.
- 影响混凝土砂机械反应的微观因素需要详细调查.
研究的目的:
- 为了研究混凝土砂的液化后单调不排水的剪切行为.
- 分析水泥含量 (CC) 和周期应力比率 (CSR) 对机械性能的影响.
- 使用离散元素方法 (DEM) 将宏观行为与微观特征相关联.
主要方法:
- 模拟循环无排水三轴试验,以诱导液化.
- 模拟的液化后单调无排水三轴试验在水泥沙上.
- 利用离散元素方法 (DEM) 来建模宏观和微观尺度的行为,分析结构,协调数,能量和键断裂.
主要成果:
- DEM模型准确地捕捉了CC和CSR对未排水剪切强度,刚度和孔隙压力的影响.
- 处女标本中增加的CC增加了由于更高的协调数量和输入工作而增加的初始刚性和剪切强度.
- 液化样本表现出非常低的初始刚度,不管CC,归因于较小的初始机械协调数.
- 对于液化水泥砂,机械协调数和输入工作增量都随着CSR的增加而下降.
结论:
- 微观结构的进化是混凝土砂中的液化后行为的主要驱动因素.
- 凝固水平和液化史显著决定了宏观反应.
- DEM提供了一个强大的框架,以了解粒子规模的复杂的土壤结构相互作用.
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