动态空心圆柱扭剪试验的离散元模拟研究OA北大核心CSTPCD

为了揭示应力主轴旋转效应对土体宏细观动力特性的影响,提出土体动态空心圆柱扭剪试验的数值模拟方法,该方法采用FDM-DEM耦合技术模拟物理试验中的完全柔性边界条件,并基于动态伺服原理实现柔性约束下循环动剪应力的精确加载。以重载列车荷载为例,建立“心形”复杂应力路径下重载铁路路基土体动态空心圆柱扭剪的数值试验模型,并通过物理试验验证数值模拟方法的正确性,分析应力主轴旋转效应对土体颗粒的运动状态、局部孔隙率、平均配位数、组构等细观特性的影响。研究结果表明,重载列车荷载引起的应力主轴旋转效应加剧了表征土体细观结构各项参数的变化程度,并加快了重载铁路路基土体竖向塑性累积变形的发展。此研究实现了复杂应力路径下空心圆柱试样的动态加载数值模拟,可为阐明土体在复杂应力路径下的宏细观动力特性演化规律提供参考。