砂土静动力液化特性的数值模拟
【摘要】 为了研究砂土的静动力液化特性，揭示砂土液化的发生机制，通过离散元方法，采用能够描述岩土工程材料的力学特性简化的Hertz非线性接触本构模型和能消除边界对数值模拟结果影响的周期边界，设置不同摩擦系数制备了不同密实度的松散砂土试样。对松散砂土数值试样在静动力加载条件下开展了一系列三轴不排水试验模拟，研究松散砂土静态液化和动力液化微观力学特性。探明砂土颗粒微观量演化规律，建立其与宏观力学响应的内在联系，从而进一步分析松砂液化的细观力学机制。试验结果表明:三维离散元数值方法成功模拟了砂土静动力液化现象，室内试验中松砂的“初始液化”和低围压下松砂也可能发生剪胀等现象均可以在数值模拟中实现。试样微观量的演化是砂土宏观响应的内在原因。在单调加载条件下，试样发生液化后，其组构的模量达到稳定值0.62，组构张量方向与加载方向一致，配位数稳定值3.2。在动力加载条件下，试样在受拉侧发生破坏，液化时微观量中组构张量模量为0.59小于静态液化的值0.62，而配位数的值为3.4大于静态液化的值3.2。
