胶凝风化料配合比三轴试验颗粒流细观模拟OA北大核心CSTPCDEI

胶凝砂砾石料筑坝具有就地取材方便、经济环保及施工快速等优势,但胶凝风化料配合比较难确定,室内试验存在取样难、测试周期长及耗费高等问题,智能算法未考虑材料颗粒特征及矿物成分影响且需要大量训练样本。为了探索颗粒流法应用于胶凝风化料配合比设计的可行性,采用PFC3D颗粒流对不同水泥、粉煤灰和风化料掺量的胶凝材料进行三轴数值模拟分析,探讨不同配合比胶凝风化料抗剪性能及变形破坏特征,最终获取胶凝风化料的最佳配合比。研究结果表明:1)在相同围压和粉煤灰掺量条件下,随着水泥掺量逐渐增加,胶凝风化料峰值应力逐渐增大,但对于相同水泥掺量,粉煤灰占比较小有利于提高胶凝风化料抗剪强度,反之粉煤灰占比增加则会削弱胶凝风化料的抗剪强度;2)胶凝风化料中粉煤灰和水泥掺量对其剪切特性影响较大,在两者掺量合理占比范围内,随水泥、粉煤灰掺量增加,胶凝风化料在变形破坏机理上表现为剪切破坏位移减小,抗转动能力增强,黏结颗粒量增加,进而有效地提高了胶凝风化料的抗剪强度;3)基于数值模拟得到胶凝风化料三轴模拟最佳配合比为水泥∶粉煤灰∶风化料=1∶0.95∶18.38,以该配比制备试样开展室内大三轴测试验证,发现胶凝风化料抗剪强度模拟值与试验值相对误差较小。通过颗粒流法模拟不同配比胶凝风化料抗剪特性具有较好的适用性,能有效提高胶凝风化料的配合比设计效率。