
近期,课题组在岩土工程领域权威期刊《Transportation Geotechnics》上发表了题为“DEM investigation on granular soil arching with emphasis on particle size distribution effect”的文章,第一作者为李卓峰副教授,第二作者为2023级硕士研究生杨勃。 土拱效应是岩土工程中常见的荷载传递机制,广泛应用于隧道、桩承式路堤、抗滑桩等工程结构中。然而,颗粒级配对土拱演化过程及其临界高度的影响尚未被充分理解。本研究基于离散元方法,系统模拟了不同平均粒径(d50)和不均匀系数(Cu)下的八种活动门试验工况,从宏观响应和细观机制两个层面揭示了颗粒级配对土拱效应的影响规律。研究发现,随着d50或Cu的增加,土拱的临界高度显著降低,表明粗颗粒或级配良好的土体能够更快地形成稳定土拱,提升初期荷载传递效率。细观分析表明,粗颗粒土体形成更强的力链;而级配良好的土体则形成更密集的接触网络,配位数更高,力链结构更稳定。本研究不仅深化了对土拱效应细观机制的理解,还为桩承式路堤、地下开挖等工程中的回填材料优化设计提供了理论依据。
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