粉土填料细观剪切特性的颗粒离散元数值模拟研究

以厦蓉高速改扩建工程为背景，按现场技术标准配置４组粉土填料试样，开展室内直剪试验，同时在ＰＦＣ2Ｄ离散元平台上模拟试样的直剪试验全过程，探讨粉土填料的细观剪切特性。结果表明:随着剪应变增加，接触黏结破坏区域由剪切面附近点逐渐扩大为具有一定厚度的贯通条状带，使得粉土填料的抗剪强度下降，表现出应变软化特性。从统计结果上看，球颗粒的平均转动量和平均相对位移，均沿试样高度方向大致呈正态分布；对其进行正态曲线拟合，发现剪切带中心并不在设定剪切面位置，而是略微向上发生偏移；同时通过上下一个标准差的定义，可精确计算剪切带宽度。对比不同竖向压力下数值模拟的统计结果，发现剪切带宽度随竖向压力的增大略有减小，但剪切带中心偏移基本不变。