东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (3): 428-432.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2015.03.028

• 资源与土木工程 • 上一篇    下一篇

基于PFC3D的无黏性土渗流临界水力梯度模拟分析

吴凤元， 梁力， 樊赟赟， 王楠   

  1. (东北大学 资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳110819)
  • 收稿日期:2014-01-14 修回日期:2014-01-14 出版日期:2015-03-15 发布日期:2014-11-07
  • 通讯作者: 吴凤元
  • 作者简介:吴凤元(1989-)，男，辽宁铁岭人，东北大学博士研究生； 梁力(1955-)，男，辽宁丹东人，东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(41201007， 51474048)； 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N130401003)； 国家重点基础研究发展计划项目(2013CB227902)； 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室项目(SKLGP2012K010)； 辽宁省教育厅科学研究一般项目(L2013103).

Simulation of Critical Hydraulic Gradient in No Cohesive Soil with PFC3D

WU Feng-yuan， LIANG Li， FAN Yun-yun， WANG Nan   

  1. School of Resources & Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China.
  • Received:2014-01-14 Revised:2014-01-14 Online:2015-03-15 Published:2014-11-07
  • Contact: WU Feng-yuan
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摘要： 为了实现渗流作用下无黏性土临界水力梯度的计算，应用PFC3D中的渗流模型，对渗流实验算例进行了数值计算模拟，计算结果与实验结果基本吻合，说明该模型用来模拟渗流问题是正确和有效的.对不同颗粒摩擦系数下的无黏性颗粒模型进行了渗流破坏的数值模拟.结果表明:无黏性土的渗流临界水力梯度随着颗粒摩擦系数增加而增大；计算结果与使用经验公式计算所得到的结果基本一致，表明了对渗流临界水力梯度模拟计算的正确有效性.而相较经验公式，应用PFC3D进行渗流数值计算适用于更为复杂的工程和地质条件，因而具有更强的适用性，可为复杂条件下的渗透稳定计算提供可靠的参考和依据.

关键词: 无黏性土, 渗流, 临界水力梯度, 颗粒模型, 数值模拟

Abstract: In order to calculate the critical hydraulic gradient of no cohesive soil during water seepage， numerical simulation on seepage experiments was conducted with PFC3D. The numerical results agree well with the seepage experiments， thus verifying the effectiveness of PFC3D model. Then， the damage during seepage of no cohesive soils with different particle friction coefficient was numerically simulated. The results showed that critical hydraulic gradient of no cohesive soil during water seepage increases with the raising of particle friction coefficient. The PFC3D results agree well with the empirical results， and the effectiveness of calculation in seepage critical hydraulic gradient is validated. Compared to empirical formula， PFC3D can be available for analyzing the seepage under complex engineering and geological conditions. It can provide a scientific reference and basis for seepage calculation under complex conditions.

Key words: no cohesive soil, seepage, critical hydraulic gradient, particle model, numerical simulation

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