基于离散元法的岩土细观破坏及参数影响研究

岩土地质灾害是当前岩土工程领域的重要研究课题,而岩土的细观黏结强度是影响宏观稳定的重要因素。基于离散元法DEM,推导建立颗粒连接损伤本构模型,对岩土单轴受压、受拉与剪切进行全过程的数值模拟试验。结果表明,土体颗粒细观单元的黏结破坏主要取决于颗粒间相互黏结力,单轴受压试验形成接近60°剪切带,颗粒间摩擦系数是影响宏观强度的敏感参数;在单轴受拉模型试验中部形成与荷载垂直的贯通裂纹,法向黏结强度是影响宏观强度的重要参数,数值模拟结果与理论较为吻合。研究了不同材料参数条件下的三点弯曲破坏试验,发现黏结切向强度是影响宏观剪力的重要因素,宏观破坏裂纹在跨中产生,并向加载点曲折扩展。本文从细观上揭示了岩土材料不同细观参数对宏观强度的影响及不同加载方式下破坏过程的形成机制,为更深入研究岩土力学特性和滑动断裂的形成与发展等渐进破坏过程提供了理论和技术依据。