《表1 数值试样力学特性参数汇总》

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《压-剪复合应力下非球形颗粒材料空心圆柱剪切试验的离散元模拟》

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图7为围压σ3c=100、200和400 kPa条件下应力比-偏应变（σ1/σ3～ε13）关系曲线，大、小主应力的数值可由前文公式（5）计算得到。分析图7可知，与图5各应力分量的变化规律一致，在低围压下（100 kPa和200 kPa），三种颗粒形状下的应力比曲线均呈现出较为明显的应变软化特征；而在高围压条件下（400 kPa），相应的应力比曲线转变为应变硬化型。在图7中提取各工况下的峰值应力比（σ3c=400kPa工况下取10%偏应变水平所对应的应力比为峰值应力比）代入前文公式（8），可以计算得到数值试样的峰值内摩擦角φp，结果汇总于表1。分析表1可知，无论纯球形（Se=1.0）还是非球形颗粒模拟，随着围压的增加，数值试样的峰值内摩擦角均逐渐减小，这一规律符合实际砂土排水剪切时抗剪强度随围压变化的一般规律[17-18]。颗粒形状显著影响试样的抗剪强度，以σ3c=100 kPa为例，当椭球颗粒长短轴比Se从1.0增加到1.5时，数值试样的φp可增加7.9°。文献[11]曾对颗粒形状影响试样抗剪强度的细观机理进行过研究，其结果表明，试样抗剪强度的高低与颗粒形状差异引起的试样初始平均接触数多少密切相关，初始平均接触数越多，试样后继的抗剪强度就越高。由2.2节可知，在初始孔隙率n0相同的条件下，Se=1.5试样的初始平均接触数要明显高于Se=1.0试样，因此其表现出的宏观抗剪强度也越高。