黏性土失水开裂多场耦合离散元数值模拟 |
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引用本文: | 张晓宇,许强,刘春,施斌.黏性土失水开裂多场耦合离散元数值模拟[J].工程地质学报(英文版),2017,25(6):1430-1437. |
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作者姓名: | 张晓宇 许强 刘春 施斌 |
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作者单位: | ①.南京大学地球科学与工程学院 南京 210023 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目41230636国家自然科学基金项目41302216国家杰出青年科学基金项目41225011江苏省自然科学基金青年项目BK20130377 |
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摘 要: | 黏性土在失水过程中逐渐变形开裂,裂隙相互交错形成网络,这一过程涉及水热力等多场耦合的作用。本文基于南京大学自主研发的三维离散元软件MatDEM,采用紧密堆积离散元模型对土体开裂进行模拟。在此模型中,每个离散元单元代表一定体积的土颗粒、孔隙和孔隙水的集合体。单元具有含水量属性,并采用有限差分思想计算水分运移量,实现了水分场模拟。同时,考虑水分场对土体抗拉强度等力学性质的影响,建立水分场和应力场的耦合。在数值模拟中,假定土体表面水分以一定速率蒸发,根据试验数据由含水量计算单元直径和力学参数,从而实现黏土蒸发失水、收缩和开裂变形过程模拟。数值模拟与前人室内试验结果基本一致,能较好地再现开裂过程中的各个阶段。本文为研究多场作用下土体变形破坏模拟提供了一个新的思路。
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关 键 词: | 黏土 土体开裂 离散元 数值模拟 |
收稿时间: | 2016-09-14 |
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