《表1 土体参数值：纤维加筋土剪切过程中颗粒运动特征研究》

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《纤维加筋土剪切过程中颗粒运动特征研究》

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本文通过直剪试验来研究剪切过程中纤维对纤维土的作用机理。因纤维在土体中分布的复杂性与直剪试验下土体的大变形，故本文采用离散元法进行数值模拟。模型使用PFC2D （version5.0）建立，试样尺寸为50 mm×100 mm，由11 000个二维刚性颗粒组成（不计纤维颗粒数），如图1所示，其颗粒粒径满足ASTM D3080-90的要求（即试样的高宽与最大颗粒粒径比值不小于6到10[8]）。模型中纤维土为加纤维的膨胀土，其颗粒密度为2 790 kg/m3。膨胀土的初始孔隙比是根据何咏睿[9]的研究成果，将天然的孔隙比进行换算得到用于PFC2D模拟的孔隙比，根据实验结果膨胀土的天然孔隙比为0.45，换算得到试样的孔隙比为0.18。模型纤维含量为0.6%。因土体为膨胀土，故本文选用接触粘结模型，其参数值参考现有对膨胀土模拟的参数，进行一定调整使其符合膨胀土的性质，具体参数如表1所列。模型中纤维采用接触粘结模型，模拟不考虑纤维断裂的影响，因此纤维的接触粘结抗拉与抗剪强度需取一个极大的值，使纤维不会产生断裂，本文俩值均取1e9，通过观察模拟过程中纤维均不会产生断裂；纤维土作为一种土工加筋技术，需要纤维的变形模量要远大于土体的变形模量，因此模型中纤维的法相刚度与切向刚度的值取为土体的100倍与200倍。本文模拟了竖向压力为100 k Pa时素土与纤维土体两种试样的直剪过程，剪切位移即为剪切盒上盒移动的距离，当达到16 mm时停止剪切。