（岩土工程专业论文）砂土振冲细观土动力学研究及pfc2d程序仿真.pdf

摘要 振动水冲法，以下简称振冲法，加固软弱地基自上世纪3 0 年代逐渐的 开始广泛的应用，在我国，振冲法己经成功的应用于不同地区砂土和粉土的 抗液化加固，由于振冲法相对于其他地基处理方法而言，省工省料，成本较 低，有很大的经济优势，因此这种地基处理方法在我国有很大的发展前途。 长期以来，对于振冲加固的机理研究表明，振冲加固地基主要体现在挤 密效应、排水减压效应、预振效应和对粘土地基的置换方面。但是限于研究 手段的不足，这些机理研究很多停留于宏观假设的水平上，到底在振冲中砂 土颗粒是如何运动的，所谓的砂土颗粒的高势能位置和低势能位置是怎样 的，一直缺少有力的直接观察。 本研究利用p f c ”程序，从直接模拟砂土颗粒运动入手，研究了在简化 的理想的2 维条件下振冲的过程，发现均一粒径砂土振冲后存在明显的颗粒 定向性，并定性研究了振冲频率、振冲加速度方向、颗粒形状等因素对于颗 粒定向性的影响。 为了验证计算机模型模拟的结论，我们还利用显微镜摄影对几类砂土进 行了直接观察，并作了相应的试验，试验的结果可以支持模型计算得到的结 论，即：在振冲之后砂土存在定向排列的趋势，由于砂土颗粒的从排列定向 性，使得砂土颗粒间接触面积增大，砂土颗粒间的接触应力减小，颗粒结构 更加稳定，这是无填料振冲提高土体强度的原因所在。 本文研究的意义在于为引入一种新的土动力学的研究视角而作的起步工 作，由于图像分析能力的限制，本研究只能限于对图像的直接观察，无法通 过一个或几个数学参数加以量化表达，同时2 维计算和3 维试验的结果之间 必然存在一些出入，如何更有效的建立计算模型，以至于更进一步的将细观 研究成果反映到宏观本构模型上去，这些都是需要后继的研究者做出大量工 作的地方。 关键词：振冲、细观土力学、颗粒流、颗粒定向性 a b s t r a c t v i b r o f l o a t i o nm e t h o d ，t h e r e a f t e rc a l l e dv i b r o ，h a sb e e n w i l d l yu s e d i nt h e f o u n d a t i o ni m p r o v e m e n ts i n c e1 9 3 0 s i nc h i n a ，v i b r oh a db e e n s u c c e s s f u l l yu s e d i nt h ed i f f e r e n ts i l ta n ds a n df o u n d a t i o n p r o j e c t si nv a r i o u sp l a c e sa sa na n t i s e i s m i cl i q u e f a c t i o nm e t h o d c o m p a r e dw i t ho t h e r i m p r o v e m e n t ，t h ev i b r oc o s t s l e s sa n di sm o r ee c o n o m i c a l i ti sw i l dk n o w nt h a tt h ee f f e c t so fv i b r oo nt h et r e a t e ds o i la r ea sf o l l o w i n g ： c o m p a c t i n g , d r a i n i n g , p r e v i b r oe f f e c t sa n dr e p l a c e m e n to fc l a yf o u n d a t i o n b u t d u et ot h el i m i t e dm e a n s o f o b s e r v a t i o n ，m o s to f r e s e a r c hc o n c e r n i n gv i b r oa r e m a c r o - h y p o t h e s i s n o d i r e c te v i d e n c e s h a d b e e n p r o v i d e d o f h o w p a r t i c l e s m o v ea n dw h a tt h eh i g h a n d l o w p o t e n t i a lp o s i t i o nl o o kl i k e w i t ht h ea i do fp f c ”，w ee s t a b l i s h e das a n db o x m o d e l f r o mt h em o d e l s i m u l a t i o n ，w es t u d yt h e2 一d i m e n s i o n a lv i b r oi ni d e a ls i t u a t i o n s t h eu n i f o t i n s a n d p a r t i c l e sh a v e b e e nf o u n dw i t ho r i e n t a t i o n a b i l i t y ：t h es a n dp a r t i c l e sw i l l p a c k a ta p p r o x i m a t e l ys a m ed i r e c t i o n w eg of u r t h e rt os t u d yt h ef a c t o r st h a t i n f l u e n c et h eo r i e n t a t i o n a b i l i t ys u c ha sf r e q u e n c y ，d i r e c t i o no fa c c e l e r a t i o na n d t h ef o r m o f p a r t i c l e s t oc o n f i r mt h eo u t p u to fp f 产o p r o g r a m w eu n d e r t o o kt h em i c r o s c o p e p h o t o g r a p h y t oo b s e r v et h ev i b r oi nr e a ls a n d s t h er e s u i t sc a n s u p p o r t t h e c o n c l u s i o no f c o m p u t e r s i m u l a t i o n ：t h eo r i e n t a t i o n a b i l i t ye x i s ti nt h es a n da f t e r v i b r o ，a n db e c a u s eo f t h eo r i e n t a t i o n a b i l i t y ，t h ec o n t a c ta r e ao f p a r t i c l e si n c r e a s e w h i l ec o n t a c ts t r e s sd e c r e a s e t h em e s o s t r u c t u r eb e c o m e s s t r o n g e r a f t e rv i b r o t h i si st h er e a s o no fv i b r o i m p r o v e m e n t k e yw o r d s ：v i b r o f l o a t i o n ，m e s o - s o i ld y n a m i c s ，p a r t i d ef l o wc o d e ， o r i e n t a t i o n a b i l i t y 查明 本人郑重声明：本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果，撰写成硕士学位论文“砂土振冲细观土动 力学研究及p f c 2 d 程序仿真”。除论文中已经注明引用的内 容外，对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其 他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：胡寅 拐氏葛 砂土振冲细观土动力学研究厦p f c 2 9 程序仿真 第一章结论 第一章绪论 1 1 无填料振冲法细观土动力学研究的必要性 振冲法加固软基特点是技术可靠、不用“三材”( 即不用木材、钢筋、水泥) 、 藏工简便、工期短、造价低廉，在我国，它已广泛应用于；各级各类工业、民用 建筑、道路、桥梁、油罐、水坝、高速公路、港口、电站、机场跑道等工程。振 冲法成功地加固了高达2 4 0 m 的烟囱、加高的电厂主厂房、二十六层住宅楼等高、 大、重建筑物软弱地基并取得了良好的经济、技术效果。振冲法已加固的软弱土 质有：砾砂、粗、中砂、细砂、粉砂、粉土、粉质粘土、粘土、淤泥质土甚至淤 泥，杂填土、湿陷性黄土、盐渍土、尾矿、垃圾土等，其中以加固砂性土、粉土 效果最为明显。振冲法不仅为我国幅员辽阔的软弱地基加固提供了一种经济、有 效的简便方法。同时为我国广大地震设防区深层饱和易液化软基加固提供了一种 最为经济、快速、实用的有效方法。 振冲加固地基主要分为地基的强度加固及抗液化加固。前者主要是以增加软 弱地基抗剪强度，提高地基承载力，减小地基沉降量为目的，其桩距、桩深、桩 直径及加固范围的设计主要以复合地基满足强度和变形要求为依据；而对地震区 易产生振动液化的饱和松砂地基用振冲法的主要且的却是利用其提高砂基的相 对密度，并设置砾石排水桩来增加地基中动孔隙水压力排水降压渠道，利用施工 过程对砂土的预震效应等因素来增强饱和砂基的抗液化能力。两种加固软基主要 的目的虽不同，但施工方法大体相似。 据不完全统计，我国已有2 l 万多台振冲器投入工程使用，振冲加固地基总 进尺已达2 亿2 干多万延米，与旧有地基处理方案相比节约地基处理投资以数十 亿元计，同时大幅度缩短了工程施工工期，节省大量“三材”，为国家取得了重 大经济效益。近些年来通过广大科技人员和生产工人的辛勤劳动，我国的振冲法 从旌工工艺、施工机具、设计计算、检验测试、加固执理、室内试验等各方面都 得到了迅速发展，不少成果已达到国际先进水平。展示了振冲地基强大的生命力 和发展前景。 振冲法加固地基被广泛的应用于各类工程项目中，在对具体的不同土质的土 砂土振冲细观土动力学研究及p f c 程序仿真 第一章绪论 体加固方面，振冲置换法已经可以用于高地下水位、低抗剪强度( c u 5 x l o 。m ) 气 泡( 放大倍率2 2 0 倍) ，如下图 为了模拟吹填砂的形成过程，我们采用水中落雨法作为砂样的基本成样方 式，将砂土通过筛子在水中自由落下，其间严格控制筛子离砂面的高度，最大限 度消除成样冲击带来的不均匀性，经过显微镜观察，基本上颗粒分布方向比较均 匀，没有成样带来的初始方向性。如下面图4 1 、图4 - 2 圈4 - 1 、成样后的人工砂 砂土振冲细观土动力学研究及p f c ”程序仿真 第四章细观力学试验观察 4 2 2 振冲的操作方法 图4 - 2 、成样后的租砂 在振冲操作时，我们在试验槽边缘设置振冲点，以最大限度的利用有限的试 验空间，为了防止槽体边缘的反射干扰，在有机玻璃板上都贴上了2 c m 厚的泡沫 塑料板，在振冲应力波能量被板壁完全吸收的情况下，可以认为是一个无限空间。 试验进行时，振冲器保持匀速向下，来回两次，第一次在底部停留3 0 秒，第二 次在底部停留1 5 秒。在此期间将体视镜固定于离振冲点约3 倍振冲棒直径 ( 1 0 0 m m ) 的位置连续拍摄，观察砂土颗粒的运动情况。 4 3 人工砂的振冲试验 4 3 1 颗粒的定向性 下面几幅图分别是人工砂在振冲开始，第一轮振冲结束，第二轮振冲结束时 的照片 砂土振冲细观土动力学研究及p f p 程序仿真 第四章细观力学试验观察 图4 - 3 、振冲前的砂样 图4 - 4 、振冲第一轮后的人工砂 砂土振冲细观土动力学研究及p f c ”程序仿真 第四章细观力学试验观察 图4 5 、第二轮振冲结束时的人工砂照片 图4 - 6 、第三轮振冲结束后的人工砂 砂土振冲细观土动力学研究及p f r 程序仿真 第四章细观力学试验观察 从图上可以看出，在振冲的过程中，砂土的颗粒逐步向大体上水平一竖直方 向排列，从原来较均匀连续的方向分布情况向比较单一的一两个方向分布，这是 与计算机模拟的情况相吻合的。另外在振冲到第三次后，颗粒骨架基本上稳定下 来，颗粒之间仅有些微小的调整，在同样条件下继续振冲对于提高土体的密度意 义不大，但是由于微小调整导致颗粒间“啮合”程度更良好，在这个条件下还有 可能导致宏观强度指标如c p t 等的提高。 从细观力学的角度来看由于在该砂样中颗粒的大小尺度、颗粒的矿物组成以 及表面特性基本一致，因此在重新分布时，比较倾向于在大致相同的方向上排列， 同时由于颗粒的接触方式由原来的点接触转向长边的面接触，在同一宏观应力水 平下，颗粒间的粒间应力水平会有数量级的下降，使得颗粒间不容易滑动错位， 颗粒间的空隙较未经重排列的土体稳定，孔隙水压力不容易上升，使得土体的液 化势降低。 4 3 2 密度试验 为了测试在振冲时的土体的密度改变，我们采取了排水法来测量士体的体积 改变，从而间接测算出土体的密实度提高，原理如下： 在容器壁上刻一刻度，振冲前用量筒加水到该刻度，记录下水的体积，在振 冲后将砂面以上的水全部排出，再次用量筒加水到该刻度，记录下水的体积，则 两次水的差值即为土体体积的改变量，由于土认为是完全饱和的，因此水的体积 改变可以认为完全反映了孔隙的变化。这种测算方法避免了由于环刀采样导致的 对土体的扰动问题，可以比较精确的反映饱和土体的密度改变 在振冲时我们连续进行了7 次测量，测量数据如下表 表4 - 3 、振冲后的土体体积变化 l 振冲次数第1 次第2 次第3 次第4 次第5 次第6 次 第7 次 l 排水差值 2 4 0 08 0 01 5 01 2 05 02 02 0 l ( m 1 ) 土体的总体积约为5 0 5 0 4 0 c m 3 ，7 次振冲使得其孔隙比约下降0 0 3 5 6 ，主要 的密度提高是在头两轮振冲中完成的。 可见，对于该砂土而言，振冲的第l 、2 轮对于提高土体的密度是有意义的， 而对于以后的振冲加密效果是微乎其微的，这可以从显微照片的显示的细观结构 砂土振冲细观土动力学研究及p f c 。程序仿真 第四章细观力学试验观察 上得到解释，由于在头两轮振冲后，颗粒的骨架业已定向，颗粒问的相互的内摩 擦角已经显著增大，同样的振冲功率和频率无法破坏这种新的结构，出现颗粒重 分布，继续振冲仅仅是使颗粒在原位置摆动，所以土体的体积改变就十分有限。 4 3 3c p t 试验 对于振冲完毕的土体，我们采用了微型c p t 试验来确定振冲加固的效果，该 c p t 的测量深度为2 5 c m ，沿离开振冲点的3 条线测量( 0 度，4 5 度，9 0 度) ， 测量后取平均值如下 图4 7 、离振冲点l o c m 处的c p t 可以见到，在第一次振冲和第二次振冲后，c p t 值有很大的增长，在此期 间，砂土的颗粒排列基本完成定向，结合照片分析，可以认为，对于c p t 指标而 言，其增长主要是与颗粒骨架结构的优化有关的。 结合细观照像结果，可以认为，对于粗砂，振冲加固主要是通过土中颗粒 的重新排列形成较稳定的骨架的机理实现的，一旦颗粒骨架形成，继续振冲对改 善土体的密度和抗剪强度意义不大。 砂土振冲细观土动力学研究及p f c “程序仿真第四章细观力学试验观察 4 4 工程砂的振冲试验 下图是离振冲点1 0 0 m m 处工程砂在振冲后的照片，从图上看，颗粒在振动后 统计上并未出现定向分布的情况，依然表现为均匀分布。 图4 - 8 、振冲后的工程砂 出现这种情况的原因是由于在实际的工程砂中，颗粒的级配分布比较复杂， 颗粒受力情况和稳定角度也有差别，在这种情况下，因此颗粒不太容易形成定向 排列。较大的粗颗粒首先稳定下来形成骨架，随后细颗粒以“填空”的方式填补 进去，与粗颗粒成面接触，从而使骨架稳定下来，可以发现，在照片上的颗粒基 本上沿邻近的粗颗粒骨架出现面面接触。对照片做仔细观察，依然可以发现 大小接近的粗颗粒排列有一定的定向性，而细颗粒基本上是随机排列，取决于它 自身的形状和附近的粗颗粒排列方式。 砂土振冲细观土动力学研究及p f c ”程序仿真第四章细脚力学试验观察 4 5 结论 1 ) 2 ) 3 ) 4 ) 5 ) 对于砂的单个颗粒而言，在一定的振冲频率和激振力作用下，倾 向于排列在某个固定方向，使得在这个位置的势能最小，这个位 置受砂土颗粒自身的形状，大t j 岈l j 表面特性的影响。 对于颗粒大小相对均匀的砂而言，就表现出颗粒排列的方向性， 使得其各项异性程度增强，这是与有关的报道相吻合的“3 。 由于颗粒间的接触由原来的点边接触变化为边边接触， 在同样的宏观应力条件下，颗粒阔的接触应力水平有很大的下降， 从而使得颗粒间的微结构更加稳定，提高了承载力和抗液化能力。 结合细观照片和密度测试、c p t 试验的结果，可以认为砂砾土的 抗剪强度和孔隙比是由土颗粒的细观排列方式决定的，一旦土体 颗粒骨架形成，继续留振或再次振冲对于土体密度和抗剪强度改 善意义不大。 对于级配良好的砂，由于其颗粒情况比较复杂，往往不易表现出 细观上的定向性，这种情况下，土颗粒排列主要受粗颗粒骨架的 影响，颗粒接触由点接触变为面接触，使得细观结构更加稳定。 提高士体的抗剪切能力。 壁圭塑苎型婴圭垫垄堂竺塞丝! ! ! ! ! 堡堑堕壅 一笙兰至j 兰坚兰j ! 呈l 第五章建议与展望 对于砂土的细观研究而言，本文的工作刚刚做了些起步工作，研究中感觉到 有大量需要解决的问题需要做进一步的工作。 5 1 细观模型如何在数学上表述 对于定量化的细观研究而言，必须要解决将一系列的图像描述转变为可以量 化的数学指标。通过几个数学指标来有效分析不同的细观颗粒图像。我们初步认 为，因该有如下几个方面 5 1 1 颗粒定向性指标 用一个数据来反映颗粒排列的方向以及离散程度，由于颗粒的排列方向和离 散程度对于散体的力学性质有很大影响，因此如果能有一个数学量来反映颗粒的 排列方向及其离散程度，对于不同类别的砂土间的比较研究，找到其中的共性是 很有意义的。 由于长颗粒砂土在颗粒排列方向上有很多特征类似砂土的颗粒级配，可以考 虑采用一个类似级配曲线的指标来反映砂土颗粒的排列方向，比如在各个方向区 间内砂土颗粒排列方向的比例，砂土颗粒方向的统计中值等等。 5 1 2 颗粒特征的参量 对于砂土颗粒而言，光圆的颗粒和有棱角的颗粒，片状长条的颗粒和圆形的 颗粒，在同样的宏观力学状态下( 如围压、附加应力、孔隙比) ，其力学特征会 有很大不同，因此就需要有一个参量来表征颗粒特征。 j 1 3 颗粒接触情况 在我们振冲试验中，发现颗粒在振冲后由原来的点接触变为面接触，使得颗 粒间的接触应力降低，颗粒结构的稳定性提高，抗液化能力增强，但是对颗粒接 触情况缺乏一个量化的表征，如果能有一个表征颗粒接触的数学量，比如够统计 砂土振冲细观土动力学研究及p f c ”程序仿真 第五章建议与展掣 出颗粒的接触边长和全部颗粒的总边长比值，将可以较好的定量研究砂土的颗粒 接触情况。 5 2 颗粒识别问题 在细观试验中，必须大量的拍摄照片，从中得到有关数据，对颗粒的计算机 有效识别是细观研究得以进行的前提。数字图像相关分析方法( d i c m ) 是应用计算 机视觉技术的一种图像测量方法，建构一种能有效运用于细观土动力学的算法， 必须满足如下要求：有效地将2 维的投影图像转变为3 维的信息。 对于砂土颗粒，其排列是一个3 维空间分布，而在显微照片上，所拍摄到的 实际上是砂土颗粒的2 维投影，因此，在颗粒分析时，如何将砂土颗粒从背景中 分辨出来，如何区分颗粒和孔隙，是必须解决的问题，这是和粘土的微观切片研 究有很大区别的，后者是个简单的2 维问题，对于3 维的动态研究而言，图像识 别软件是必须要解决的问题。只有能有效识别颗粒，才谈得上对砂土颗粒进行细 观研究。 5 3 细观与本构模型的联系 细观研究是为宏观力学研究服务的，在建立有关的细观统计力学指标后 可以将这些指标通过在宏观力学本构模型中增加参数的方法加以体现。 5 3 1 颗粒排列方向参数与内摩擦角 颗粒的定向排列使得颗粒的接触面积增大，颗粒间的接触应力减小，使得颗 粒间发生结构重组，滑动错位变小，宏观上表现为土体的抗剪切变形能力提高， 内摩擦角增大，因此，颗粒的定向性与土体的内摩擦角之间存在联系。 5 4 计算机模型模拟的改进 5 4 1 单相程序对于液固两相问题的模拟 砂土振冲细观土动力学研究及p f c 2 。程序仿真第五章建议与艉望 通过颗粒流程序，能够比较好的模拟单一介质条件下的理想散体的细观动力 学问题，但是对于饱和砂土这样的液固两相问题，如何模拟这些情况中的液 体动力学问题，是该软件应用于细观土力学的一大关键，本研究中使用改变重力 加速度的方法是一种思路，但是对于超孔隙水压力带来的围压变化，水的渗流力 对于土体颗粒的作用等就无法考虑，通过什么算法来实现孔隙水的作用，是下 步研究中要注意的问题。 5 4 2 颗粒的尺寸效应 颗粒流程序中由于计算机计算能力的限制和简化程序的要求，往往严格限 制颗粒的数量，因此不可避免地出现颗粒尺寸偏大的问题，计算模拟中的尺寸效 应十分显著，计算模型中的应力水平都会偏大，在模拟中能够发生的现象，在实 际的模型试验中往往因为应力过小不易出现，因此对于计算得到的结论要谨慎运 用，并且在调试模型时合理选择参数，努力做到与实际情况吻合。 5 5 总结 对于砂土的细观研究来说，以往的所做工作比较少，对于砂土的细观结构的 观察和计算模拟还处于起步阶段，在这个尺度上的工作有些类似对于粉土和粘土 的微观研究，但是更加复杂，在借鉴粘土微观结构研究的同时，发展出一套合理 可行的试验方法和分析方法是十分迫切的。 致谢 弹指一挥间，我已经在同济度过了将近八年的时间，遥想八年前，一切仿佛 扰像昨天一般。在同济固里，我度过了人生中最可宝贵的时光。同济园里的一单 一木都深深留在我的记忆当中，让我骄傲，让我自豪，让我永远地珍惜。 在同济生活的这8 年间，最让我感到幸运的是能得到诸多师长的指导和同学 的带助，在这里当首推周健先生，在研究生的2 年半中，我不但深深体会到了先 生的学问之精深，人格之高大，也备受先生的关怀与照顾。在先生面前，我永远 唐到敬佩、唐激，惶恐和羞愧。 在本课题的研究过程中，贾敏才博士，池永博士，林晓斌硕士对我的课题选 定和研究思路的确定起了关键作用，没有他们的带助，本论文将很难完成，在此， 我特向几位学长表示由衷的谢意。 儿时的好友华东师大的彭岚同学上海财经大学陈宏同学，上海交通大学的 黄鹏同学在工作和学习方面也给我巨大的鼓励和帮助，此外，我平时学习和研究 中还得到了刘莹博士后，廖雄华博士后、王浩博士，苏燕博士，乔思萨博士等的 帮助，在此一并向他们表示感谢。 在我的一切成功挫折，喜悦和痛苦的背后是深爱我的父亲母亲，是他们给 了我生命是他们让我有机会得到教育，是他们让我在面对困难的时候有勇气应 付挑战，在成功的时刻和我分享快乐，4 6 ( , 1 ，是我稳困的后方和力量的源泉。 谨以此文献给我的父母。 砂土振冲细观土动力学研究及p f c ”程序仿真参考文献 参考文献 屈智炯论土的结构力学性四川水利，1 9 8 0 ( 3 ) 高国瑞中国红土的微结构和工程性质关系岩土工程学报，1 9 8 5 ，7 5 s 松尾，m 嘉门粘土变形和强度的微观研究：地基与基础论文集北京 中国建筑工业出版社，1 9 7 9 4 o s i p o vvl p r a c t i c a lh p p l i c a t i o no ft h ec l a ym i c r o f a b r i cs t u d i e s p r o co f4 t h c o n g r e s si n t e r a s s o o fe n g g g e o o l o g y ，v o li i i ，t h e m e l ，1 9 8 2 5 薛守义，卞富忠红土的结构与工程特性岩土工程学报，1 9 8 7 ，9 ( 3 ) 6 屈智炯，刘开明等冰渍土微观结构、应力应变特性及其模型研究岩土工 程学报，1 9 9 2 ，1 4 ( 6 ) 7 吴义祥，工程粘性土微观结构的定量研究博士研究生学位论文，1 9 8 8 8 c u n d a l lp a ac o m p u t e rm o d e lf o rs i m u l a t i n gp r o g r e s s i v el a r g es c a l e m o v e m e n ti nb l o c k l yr o c ks y s t e m s a p r o c e e d i n go ft h es y m p o s i u m o fi n t e r n a t i o n a ls o c i e t yo fr o c km e c h a n i c s ，v o ll c n a c yf r a n c e ， 1 9 7 1 9 c u n d a l lp a p f c 2 du s e r s m a n u a l ( v e r s i o n2 0 ) r m i n n e s o t a ：i t a s c ac o n s u l t i n gg r o u pi n c 1 9 9 9 1 0 周健，池永，池毓蔚，徐建平颗粒流方法及p f c 2 d 程序， j 岩土 力学，2 0 0 0 ，2 1 ( 3 ) ：2 7 1 2 7 4 1 1 施斌，王宝军，宁文务各向异性拈性土蠕变的微观力学模型， j 岩 土工程学报，1 9 9 7 ，v o l l 9 ，n o 3 ：7 - 1 5 1 2 c u n d a l lp a ，s t r a c k0dl p a r t i c l ef l o wc o d ei n2d i m e n s i o n a i t a s c ac o n s u l t i n gg r o u pi n c 1 9 9 9 1 3 c u n d a l lp a ，s t r a c k0dl ad i s c r e t en u m e r i c a lm o d e lf o rg r a n u l a r a s s e m b l i e s j g e o t e c h n i q u e ，1 9 7 9 ，2 9 ( 1 ) ：4 7 6 5 1 4 ，叶书麟地基处理工程实例应用手册 m ，北京，中国建筑工业出版社，2 0 0 0 5 2 砂土振冲细观土动力学研究及p f c 。程序仿真参考文献 【1 5 3 m a r t i ngh ，f i n nwd ，s e e dhb ， c y c l i cl o a d i n g j ，j o u r n a l o f 1 9 7 5 ，i 0 1 ( g t 5 ) ：4 2 4 4 3 7 f u n d a m e n t a l so fl j q u e f a c t i o nu n d e r t h eg e o t e c h n i c a l d i v i s i o n ，a s c e ， 1 6 王仁钟、朱家谟、李君纯，振冲加固松砂坝壳的空隙水压力 j ，大坝观 测与土工测试，1 9 9 3 6 ：2 8 3 3 1 7 黄茂松、吴世明，振冲加固饱和粉细砂地基的动孔隙水压测试与分析 j ， 浙江大学学报，1 9 9 1 6 ：2 3 2 7 1 8 m i t c h e l1jk ，t i m e d e p e n d e n ts t r e n g t hg a i ni nf r e s h l yd e p o s i t e d o rd e n s i f i e ds a n d j ，j o u r n a lo ft h eg e o t e c h n i c a ld i v i s i o n ，a s c e ， 1 9 8 4 ，1l o ( g t l1 ) ：3 2 7 3 4 1 1 9 陈仲颐土在周期荷载作用下的应力一应变关系清华大学水利系( 1 9 8 0 ) 2 0 陈正汉新内时理论在土力学中的应用，第2 届全国土动力学学术会议论 文集( 1 9 8 6 ) 2 1 张广云在华学术报告专团中国科学院岩体土力学研究所( 1 9 8 2 ) 2 2 n e w l a n dpl ，a l l e ybh v o l u m ec h a n g e si nd r a i n e dt r i a x i a lt e s t so n g r a n u l a rm a t e r i a l s g e o t e c h n i q u e ，7 ，l ( 1 9 5 7 ) 2 3 r o w epw t h es t r e s s d i l a t a n c yr e l a t i o nf o rs t a t i ce q u i l i b r i u mo f a na s s e m b l yo fp a r t i c l e si n c o n t a c t p r o c r o y s o c ，a 2 5 9 ( 1 9 6 2 ) 2 4 t h e o r e t i c a lm e a n i n ga n do b s e r v e dv a l u e so fd e f o r m a t i o nd a r a m e t e rf o r s o i ls t r e s s s t r a i nb e h a v i o ro fs o i l s p r o c r o s c o em e m o r i a l s y m p c a m b r i d g eu n i v e r s i t y ( 1 9 7 1 ) 2 5 刘祖德等土的抗剪强度特性，发展水平报告之一岩土工程学报，8 1 ( 1 9 8 5 ) 2 6 t i m o s h e n k osp ，g o o d i e rjn t h e o r yo fe l a s t i c i t y m c g r a w h i l lb o o k c o m p a n y ，n e wy o r k ( 1 9 5 1 ) 2 7 m i n d li nrd e f f e c to fa no s c i l l a t i n gt a n g e n t i a lf o r c eo nt h ec o n t a c t s u r f a c eo fe l a s t i cs p h e r e s p r o c u s n a t c o n g o fa p p l m e c h a s m e ( 1 9 5 1 ) 砂土振冲细观十动力学研究及p f c 2 程序仿真参考文献 2 8 o e r e s i e w i c zh e l a s t i cs p h e r ei nc o n t a c tu n d e rv a r y i n go b l i q u ef o r c e j a p p l m e c h ，t r o n sa s m e ( 1 9 5 3 ) 2 9 m a t s u k ah am i c r o s c o p i cs t u d y o ns h e a rm e c h a n i s mo f g r a n u l a r m a t e r i a l s s o l la n df o u n d a t i o n s ，1 4 1 ( 1 9 7 4 ) 3 0 t a k e d ak a s t r e s s s t r a i n r e l a t i o n s h i p f o r g r a n u l a rm a t e r i a l s d e r i v e df r o mm i c r o s o p i cs h e a rm e c h a n i s m i b i d ，2 0 ，3 ( 1 9 8 0 ) 3 1 g e t ah as t r e s s s t r a i nm o d e l f o rg r a n u l a rm a t e r i a l s c o n s i d e r i n g m e c h a n is mo ff a b r i cc h a n g e ，i b i d ，2 3 ，2 ( 1 9 8 3 ) 3 2 o d a m am e c h a n i c a la n d s t a t i s t i c a lm o d e lo f g r a n u l a r m a t e r i a l i b i d ，1 4 ，1 ( 1 9 7 4 ) 3 3 i n i t i a l f a b i c sa n dt h e i rr e l a t i o n st om e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f g r a n u l a rm a t e r i a l i b i d l 2 ，1 ( 1 9 7 2 ) 3 4 m a h m o o da ，m i t c h e l l f a b r i c p r o p e r t yr e l a t i o n s h i pi nf i n eg r a n u l a r m a t e r i a l s c l a ya n dc l a ym i n e r i a l s 3 5 o d am ，k a n i s h i j m i c r o s c o p i cd e f o r m a t i o nm e c h a n i s mo fg r a n u l a r m a t e r i a li ns i m p l es h e a r s o i la n df o u n d a t i o n s ，1 4 ，4 ( 1 9 7 4 ) 3 6 k o n i s h ijo d am 。n e m a t n a s s e rs i n h e r e n t a n i s o t r o p ya n ds h e a r s t r e n g t ho fa s s e m b l yo fo v a lc r o s s s e c t i o nr o d s p r o c i u t a mc o n f 0 nd e f o r m a t i o na n df a i l u r eo fg r a n u l a rm a t e r i a l s d e l f ( 1 9 8 2 ) 3 7 d r e s c h e ra ，d ej o e s e l i nd ej o n gg p h o t o e l a s t i cv e r i f i c a t i o no f m e c h n i c a lm o d e lf o r t h ef l o wo fa g r a n u ：a rm a t e r i a l j m e c h p h y 8 0 l i d ，2 0 ( 1 9 7 2 ) 3 8 a u t h e rjrf ，d u n s t a nt r a d i o g r a p h ym e a s u r e m e n to fp a r t i c l ep a c k i n g n a t u r e2 2 3 ( 1 9 6 4 ) 3 9 m o n z i e sbk i n h e r e n ta n i s o t r o p h yi nas a n d g e o t e c h n i q u e ，2 2 ，i ( 1 9 6 4 ) 4 0 c u n d a l lpa s t r a c k0 dlad i r e c tn u m e r i c a lm o d e lf o r g r a n u l a r a s s e m b l i e s g e o t e c h n i q u e ，2 0 ( 1 9 6 9 ) 5 4 砂土振冲细观土动力学研究及p f c ”程序仿真 参考文献 4 1 w i t t k ew a s c h e m t h ed e v e l o p m e n to fc o n s t i t u t i v el a w sf o rs o i lu s i n g t h ed i s t i n c te l e m e n t m e t h o d n u m e r i c a lm e t h o d si n g e o m e c h a n i c s ，( 1 9 7 9 ) 4 2 d r e s c h e r a ，s t r a c t 0 d1 n u m e r i c a l e x p e r i m e n t s o ng r a n u l a r a s s e m b l i e s p r o c i u t a m c o n f o nd e f o r m a t i o na n df a i l u r eo fg r a n u l a r m a t e r i a l s d e l f t ，( 1 9 8 2 ) 4 3 m a s a h l r a a o nm e c h a n i c so ft w od i m e n s i o n a lr i g i da s s e m b l i e s s o i l s a n df o u n d a t i o n s2 5 ，4 ( 1 9 8 5 ) 4 4 谢定义，张建民往返荷载下饱和砂土强度变形瞬态变化的机理土木工程 学报，2 0 ，3 ( 1 9 9 0 ) 4 5 谢定义，张建民。周期荷载下饱和砂土露态孔掠水压力的变化机理与计算 模型同上，2 3 ，3 ( 1 9 9 0 ) 4 6 谢定义，巫志辉，郭耀堂论极限平衡理论在饱和砂土动力失稳过程中的应 用土木工程学报，4 ，( 1 9 8 1 ) 4 9 郭自强固体中的波北京：地震出版社，1 9 8 2 5 0 m a b l o t ，t h e o r yo fp r o p e g a t i o no fe l a s t i cw a v e si naf l u i d s a t u r a t e d p o r o u ss o l i d ，i l o wf r e q u e n c yr a n g e ，t h ej o u r n a lo ft h ea c o u s t i c a l s o c i e t yo fa m e r i c a ，v 0 1 2 8 ，n o 2 ，1 9 5 5 ，p p l 6 8 1 7 8 5 1 m a b l o t ，t h e o r yo fp r o p e g a t i o no fe l a s t i cw a v e si naf l u i d s a t u r a t e d p o r o u ss o l i d ，i i h i g h f r e q u e n c yr a n g e ，t h ej o u r n a l o ft h e a c o u s t i c a ls o c i e t yo fa m e r i c a ，v 0 1 2 8 ，n o 2 ，1 9 5 5 ，p p l 7 9 1 9 1 5 2 d e g r a n d e ，g r o e c k ，g d ，a na b s o r b i n gb o u n d a r yc o n d i t i o nf o rw a v e p r o p a g a t i o ni ns a t u r a t e dp o r o e l a s t i cm e d i ap a r ti ：f o r m u l a t i o na n d e f f i c i e n c ye v a l u a t i o n ，8 0 i ld y n a m i c sa n de a r t h q u a k ee n g i n e e r i n g 1 9 9 3 ，1 2 ，4 1l 4 2 1 5 3 陈龙珠，吴世明，曾国熙弹性波在饱和土层中的传播力学学报，1 9 8 7 ， 】9 ( 3 ) 5 4 叶书麟地基处理工程实例应用手册 m ，北京，中国建筑工业出版社，2 0 0 0 砂土振冲细观土动力学研究及p f c