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震灾防御技术
基于碎石粒径变化对土石混合体抗剪强度参数影响特征的PFC数值模拟实验研究
杨雨桐, 罗永红, 李传宝
, doi: 10.11899/zzfy20240252
摘要:
为了探究碎石粒径变化和大碎石含量对土石混合体抗剪强度参数内摩擦角的影响特征,本文采用离散元PFC 3D,并基于西南某泥石流堆积体级配特征,对其粒径大小从10~60 mm和大粒径碎石含量从10%~90%等试样构建岩土体柔性三轴数值模型共计44个,开展数值试验分析。模拟结果表明:对比相同粒径的均匀圆形颗粒模型与不规则碎石模型,其内摩擦角随着粒径的增大呈现出增大趋势,且后者内摩擦角大于前者,最大内摩擦角分别达到39.05°和43.27°;当碎石粒径<30 mm时内摩擦角的增幅不明显;相同粒径条件下,碎石模型的内摩擦角大于均匀圆形颗粒模型,揭示了内摩擦角会受到碎石颗粒形状的影响;大碎石含量对岩土体内摩擦角起着一定的控制作用,对比混合粒径碎石模型和土石混合模型,其内摩擦角随大碎石含量的增大而增大,前者内摩擦角的增幅小于后者,当大碎石含量>50%时内摩擦角的增幅较为明显,两者内摩擦角的增幅分别为8.34°和14.08°;当粒径分布特征指标中的限制粒径d60在10~30 mm,其内摩擦角随d60的增大而增大,当d60>30 mm后,其内摩擦角随d60的增大而减小。