柔性膜三轴模拟法

更真实非饱和土响应

用柔性膜颗粒代替传统刚性边界，三轴模拟能更真实地复现非饱和土剪胀、X形剪切带与颗粒转动。

张杰 · 聂如松 · Li, Lielie · Li, Yafeng · Du, Wei · 72382061

Yingyong Jichu yu Gongcheng Kexue Xuebao/Journal of Basic Science and Engineering 2024

技术优势

边界更真实

用膜颗粒代替刚性墙模拟围压加载，避免刚性边界对试样变形的约束，从而再现鼓胀变形和剪胀性。

揭示剪切带形成

模拟显示剪切带始于颗粒转动，峰值应力时内部转动颗粒连通，剪切带基本形成，为从细观角度理解应变局部化提供依据。

量化围压效应

系统研究了不同围压下宏观破坏模式、细观剪切带、配位数和接触力的变化规律，发现配位数先增后减，与体应变趋势一致，且随围压增大而增大。

应用场景

• 岩土数值仿真：用更真实的边界条件模拟非饱和土三轴试验，提高细观力学分析可靠性。
• 土工试验方法：提供柔性膜加载的离散元实现方法，为改进土工试验数值模拟提供参考。
• 地下工程分析：从细观角度揭示非饱和土力学行为，为地下工程中的变形和稳定性分析提供机理认识。