加筋土界面作用的细观机理与数值耦合分析

本项目研究旨在加筋土界面作用可视化模型试验基础上，基于离散-连续耦合建模技术，克服传统连续介质力学的宏观连续性假设以及离散元对颗粒数量限制的瓶颈问题，开发用于加筋土界面作用机理分析的细观数值仿真平台，分析筋土界面砂土组构的演化规律和离散-连续耦合作用下实际加筋响应，建立宏-细观力学量之间的内在联系，揭示加筋土体界面作用的细观规律。本项目采用可视化室内试验与离散-连续耦合数值仿真模拟技术探索加筋土界面相互作用的机理，其研究成果不仅能为加筋界面特性机理的研究提供新方法，而且还能为加筋土工结构滑移、破坏与稳定分析等实际工程提供细观力学解释。

由于常规的试验手段只能得到筋土界面相互作用过程的宏观力学响应，而无法探明筋土作用过程中界面砂土细观组构的演化规律和实际筋土加筋响应，从而也无法从颗粒介质层面揭示筋土界面相互作用的细观力学本质。本项目的研究利用数码可视化跟踪技术及土体变形无标点量测技术，进行可视化筋土界面细观模型试验和加筋土高填方路堤现场试验，结合散粒介质的颗粒流理论及PFC数值仿真技术，克服传统连续介质力学的宏观连续性假设以及离散元对颗粒数量限制的瓶颈问题，开发离散-连续耦合建模技术，对土与土工合成材料的界面相互作用进行仿真模拟，建立土工合成材料加筋土细观数值模型，分析加筋土体界面宏细观力学量之间的内在联系，揭示加筋土体的宏细观规律。本项目研究成果不仅能为加筋界面特性机理的研究提供新方法，而且还可为工程设计和病害处理提供借鉴和参考依据。