基于离散元方法的散粒体摩擦型介质开挖荷载计算理论研究

以散粒体的颗粒相互作用为基础，研制了散粒体局部卸载试验装置，结合回转三轴卸载- - 拉伸试验和PIV画像解析处理技术，对散粒体卸载的力学行为进行试验研究，以此修正离散元模型，进而提出开挖卸载的实用计算方法，其中采用智能算法等寻优方法解决参数的寻优问题。通过离散元方法对开挖卸载颗粒间传力扩散机理的模拟进行研究，重点研究颗粒接触效应（尤其是摩擦）对开挖荷载的影响，进而研究散粒体集合在局部开挖作用下由平衡、不平衡最终发展到平衡的动态过程，以接触关系和摩擦作用为基础获得颗粒间的力传递规律。借助本次研究提出的相对刚度和相对跨度等机理概念，建立开挖荷载的计算模式，并区分临时荷载和永久荷载。在此基础上，对某浅埋暗挖隧道的坍塌案例进行计算分析，研究其机理。