【摘要】：模拟结果表明，颗粒材料的离散元数值模拟与室内试验尽管在有些情况下的测量值和计算值有出入，但是整体上还是比较一致。如果离散元数值模拟能够很好地模拟试验在不同荷载条件下的边界响应和宏观力学行为特性，那就可以用它来进一步深入研究对宏观行为特性具有控制作用的颗粒细观结构和细观力学等的物理机理。
通过对颗粒材料在平面应变、三轴压缩、直剪荷载条件下的数值模拟的分析可知，离散单元法可以很好地模拟和反映不同荷载条件下颗粒材料的宏观力学行为特性。之前不同荷载条件下材料的参数关系主要是依靠经验修正或基于一定的假设求得，但是这些经验的假设不一定有效和适用，数值模拟在对这一类问题的研究上有其优越性。数值模拟在不同的荷载条件试验中，不改变模型的材料参数和模型参数，只是模型形状予以变化，这就解决了室内试验时很难对相同试样进行不同试验的问题，能更好地体现不同荷载条件的影响。模拟结果表明，颗粒材料的离散元数值模拟与室内试验尽管在有些情况下的测量值和计算值有出入，但是整体上还是比较一致。由于边界测量会导致所得平面应变试验中的膨胀角偏大，所以需要更加复杂的应变测量方法。
尽管连续介质模型对不同荷载条件下土样的不同破坏方式的研究存在困难，但是从本构模型出发，分析平面应变、三轴压缩、直剪之间的差异比较成熟。通过室内试验比较不同的荷载条件比较困难，即使能够进行比较，大多数也只是模型尺寸的尺度上的比较（而不是从颗粒尺度上比较）。这就导致我们无法得知影响宏观特性的细观过程。比如，一般认为，与三轴压缩试验相比，由于平面应变试验中主应力方向对颗粒运动的限制作用，导致平面应变试验所得抗剪强度比三轴压缩试验高，但是还没有室内试验通过观测颗粒运动来对这一推测进行验证。如果离散元数值模拟能够很好地模拟试验在不同荷载条件下的边界响应和宏观力学行为特性，那就可以用它来进一步深入研究对宏观行为特性具有控制作用的颗粒细观结构和细观力学等的物理机理。(www.xing528.com)
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