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胶结砂土破坏往往伴随剪切带的形成,但其微观机理及发展规律仍没有明确的认识.本文采用离散元数值模拟研究了胶结砂土双轴压缩试验下的宏微观力学特性,并着重讨论了剪切带的形成及发展过程.首先,根据理想胶结铝棒接触力学特性的实测结果,提炼出胶结砂土离散元模拟的胶结接触模型.随后,将该胶结接触模型引入二维离散元商业软件PFC2D ,胶结试样的制备采用蒋明镜等提出的分层欠压法进行,且试样的水平向边界采用更小的膜颗粒来模拟室内试验中的柔性薄膜边界.最后,对围压为100kPa 下,胶结强度为2kN 的试样进行平面应变双轴压缩试验的离散元模拟,分析了应力-应变关系、体变-轴应变关系,并观察了局部变形、主应力场、孔隙比、胶结破坏分布等微观参数的变化情况.模拟结果表明:胶结砂土具有显著的剪胀及应变软化特性,模拟结果与水泥胶结砂土的室内试验结果具有较好的一致性.剪切带的形成及发展经历以下几个过程:1 )轴向应变ε 1<1%,偏应力随着轴向应变线性增长,剪切带尚未出现;2 )1%<ε 1<1.5%,偏应力随着轴向应变非线性增长到峰值强度,孔隙比等微观参量出现局部化分布,但没有出现贯穿试样的剪切带;3 )1.5%<ε 1<2%,偏应力呈应变软化,试样的体积剪胀达到最大,剪切带清晰可见,孔隙比等微观参量在带内和带外出现显著不同;4 )2%<ε 1<5%,偏应力和体应变趋向临界状态,剪切带内及附近大量胶结破坏、孔隙比增大、力链偏离加载方向;5 )5%<ε 1<9.5%,孔隙比等微观信息在带内带外的差异更加明显,剪切带不断增厚直到加载结束.