受青藏高原暖湿化的影响，多年冻土呈现快速退化状态，并由此诱发大量的冻土滑坡灾害。为深入探讨多年冻土区滑坡失稳机制，本研究基于多年冻土滑坡区活动层（融土）粉土、黏土及相应土-冰界面直剪试验结果，通过离散元分析软件MatDEM对应修正了直剪试验模型，并将数值模拟结果与直剪试验结果进行对比分析。结果表明：修正后的直剪模型可有效地对粉土和黏土进行数值模拟计算；模拟与试验结果的剪切特性曲线及抗剪强度拟合曲线变化趋势基本保持一致，且黏土抗剪强度明显低于粉土，表明土体抗剪强度随土颗粒粒度的减小而降低；在土-冰界面处，黏土-冰的抗剪强度最低，土体稳定性最弱。模拟结果中位移场图、单元连接状态图均表明在剪切过程中形成了明显的剪切带，且融土界面处及非界面处颗粒的平均配位数变化规律显示剪切带内的颗粒在试样变形中起到主要作用。此外，热量变化曲线表明，剪切过程中的热量主要来源于剪切带中上下剪切盒产生的摩擦热。本研究可为高原冻土滑坡区土体抗剪强度数值模拟研究提供有效参考模型。
受青藏高原暖湿化的影响，多年冻土呈现快速退化状态，并由此诱发大量的冻土滑坡灾害。为深入探讨多年冻土区滑坡失稳机制，本研究基于多年冻土滑坡区活动层（融土）粉土、黏土及相应土-冰界面直剪试验结果，通过离散元分析软件MatDEM对应修正了直剪试验模型，并将数值模拟结果与直剪试验结果进行对比分析。结果表明：修正后的直剪模型可有效地对粉土和黏土进行数值模拟计算；模拟与试验结果的剪切特性曲线及抗剪强度拟合曲线变化趋势基本保持一致，且黏土抗剪强度明显低于粉土，表明土体抗剪强度随土颗粒粒度的减小而降低；在土-冰界面处，黏土-冰的抗剪强度最低，土体稳定性最弱。模拟结果中位移场图、单元连接状态图均表明在剪切过程中形成了明显的剪切带，且融土界面处及非界面处颗粒的平均配位数变化规律显示剪切带内的颗粒在试样变形中起到主要作用。此外，热量变化曲线表明，剪切过程中的热量主要来源于剪切带中上下剪切盒产生的摩擦热。本研究可为高原冻土滑坡区土体抗剪强度数值模拟研究提供有效参考模型。
为研究在季节冻土区，显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC3D软件，针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验，进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土在直剪试验中土工格栅的单体变形受力、孔隙率变化、粗粒土的位移与旋转及土体内部的力链应力场等宏细观特性演化过程，并通过模拟与室内试验结果的对比分析，验证模型的准确性和实用性。结果表明：在-5℃的低温条件下，随着剪切位移的增加，变形逐渐明显，且纵肋的变形显著大于横肋。深入分析土体内部不同截面的孔隙率变化，可以观察到孔隙率随着剪切位移的增长而降低，且剪切面上下的孔隙率呈现非对称分布模式。剪切位移主要集中于剪切面周围，位移呈现左高右低的特征，并随着剪切的进行，土体内部形成中心对称的拱形结构。进一步探究土体的应力场变化，初始时强力链沿盒壁分布，形成低应力区，而应力峰值过后，颗粒间接触力减少，力链沿对角线分布，这种分布特征与施加的水平推力有着密切的关联。研究成果从细观角度对粗粒土的加筋机理提供了理论解释，可为季节性冻土区的加筋土工程设计参数提供了数据支撑。
为研究在季节冻土区，显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC3D软件，针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验，进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土在直剪试验中土工格栅的单体变形受力、孔隙率变化、粗粒土的位移与旋转及土体内部的力链应力场等宏细观特性演化过程，并通过模拟与室内试验结果的对比分析，验证模型的准确性和实用性。结果表明：在-5℃的低温条件下，随着剪切位移的增加，变形逐渐明显，且纵肋的变形显著大于横肋。深入分析土体内部不同截面的孔隙率变化，可以观察到孔隙率随着剪切位移的增长而降低，且剪切面上下的孔隙率呈现非对称分布模式。剪切位移主要集中于剪切面周围，位移呈现左高右低的特征，并随着剪切的进行，土体内部形成中心对称的拱形结构。进一步探究土体的应力场变化，初始时强力链沿盒壁分布，形成低应力区，而应力峰值过后，颗粒间接触力减少，力链沿对角线分布，这种分布特征与施加的水平推力有着密切的关联。研究成果从细观角度对粗粒土的加筋机理提供了理论解释，可为季节性冻土区的加筋土工程设计参数提供了数据支撑。
为研究在季节冻土区，显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC3D软件，针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验，进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土在直剪试验中土工格栅的单体变形受力、孔隙率变化、粗粒土的位移与旋转及土体内部的力链应力场等宏细观特性演化过程，并通过模拟与室内试验结果的对比分析，验证模型的准确性和实用性。结果表明：在-5℃的低温条件下，随着剪切位移的增加，变形逐渐明显，且纵肋的变形显著大于横肋。深入分析土体内部不同截面的孔隙率变化，可以观察到孔隙率随着剪切位移的增长而降低，且剪切面上下的孔隙率呈现非对称分布模式。剪切位移主要集中于剪切面周围，位移呈现左高右低的特征，并随着剪切的进行，土体内部形成中心对称的拱形结构。进一步探究土体的应力场变化，初始时强力链沿盒壁分布，形成低应力区，而应力峰值过后，颗粒间接触力减少，力链沿对角线分布，这种分布特征与施加的水平推力有着密切的关联。研究成果从细观角度对粗粒土的加筋机理提供了理论解释，可为季节性冻土区的加筋土工程设计参数提供了数据支撑。
为研究在季节冻土区，显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC3D软件，针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验，进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土在直剪试验中土工格栅的单体变形受力、孔隙率变化、粗粒土的位移与旋转及土体内部的力链应力场等宏细观特性演化过程，并通过模拟与室内试验结果的对比分析，验证模型的准确性和实用性。结果表明：在-5℃的低温条件下，随着剪切位移的增加，变形逐渐明显，且纵肋的变形显著大于横肋。深入分析土体内部不同截面的孔隙率变化，可以观察到孔隙率随着剪切位移的增长而降低，且剪切面上下的孔隙率呈现非对称分布模式。剪切位移主要集中于剪切面周围，位移呈现左高右低的特征，并随着剪切的进行，土体内部形成中心对称的拱形结构。进一步探究土体的应力场变化，初始时强力链沿盒壁分布，形成低应力区，而应力峰值过后，颗粒间接触力减少，力链沿对角线分布，这种分布特征与施加的水平推力有着密切的关联。研究成果从细观角度对粗粒土的加筋机理提供了理论解释，可为季节性冻土区的加筋土工程设计参数提供了数据支撑。
为研究在季节冻土区，显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC3D软件，针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验，进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土在直剪试验中土工格栅的单体变形受力、孔隙率变化、粗粒土的位移与旋转及土体内部的力链应力场等宏细观特性演化过程，并通过模拟与室内试验结果的对比分析，验证模型的准确性和实用性。结果表明：在-5℃的低温条件下，随着剪切位移的增加，变形逐渐明显，且纵肋的变形显著大于横肋。深入分析土体内部不同截面的孔隙率变化，可以观察到孔隙率随着剪切位移的增长而降低，且剪切面上下的孔隙率呈现非对称分布模式。剪切位移主要集中于剪切面周围，位移呈现左高右低的特征，并随着剪切的进行，土体内部形成中心对称的拱形结构。进一步探究土体的应力场变化，初始时强力链沿盒壁分布，形成低应力区，而应力峰值过后，颗粒间接触力减少，力链沿对角线分布，这种分布特征与施加的水平推力有着密切的关联。研究成果从细观角度对粗粒土的加筋机理提供了理论解释，可为季节性冻土区的加筋土工程设计参数提供了数据支撑。
在低温、积雪等极端气候条件下,积雪堆积在动车组前端楔形体排障器上将影响动车组的空气动力学性能、能效以及运行安全性.本文在长14m的风洞中开展楔形体表面覆雪实验,模拟风速为5 m/s的工况,并结合离散元方法对雪花颗粒间的相互作用进行仿真,研究了积雪与楔形体表面之间摩擦力、颗粒入射角和碰撞速度的动态变化特征.通过对比实验与仿真结果,分析了不同形状、角度的楔形体设计对积雪堆积情况的影响.研究发现,楔形体顶部区域的积雪深度,随着距模型顶部距离的减小,呈现先增大后减小的趋势;而斜面区域的积雪深度,则随着距模型顶部距离的减小先增大,且积雪呈现向右下角延伸的趋势.实验和仿真结果在雪深极值位置的误差小于4%.本研究为优化动车组排障器外形设计、提升其冬季运行性能和安全性提供了理论依据.
在低温、积雪等极端气候条件下,积雪堆积在动车组前端楔形体排障器上将影响动车组的空气动力学性能、能效以及运行安全性.本文在长14m的风洞中开展楔形体表面覆雪实验,模拟风速为5 m/s的工况,并结合离散元方法对雪花颗粒间的相互作用进行仿真,研究了积雪与楔形体表面之间摩擦力、颗粒入射角和碰撞速度的动态变化特征.通过对比实验与仿真结果,分析了不同形状、角度的楔形体设计对积雪堆积情况的影响.研究发现,楔形体顶部区域的积雪深度,随着距模型顶部距离的减小,呈现先增大后减小的趋势;而斜面区域的积雪深度,则随着距模型顶部距离的减小先增大,且积雪呈现向右下角延伸的趋势.实验和仿真结果在雪深极值位置的误差小于4%.本研究为优化动车组排障器外形设计、提升其冬季运行性能和安全性提供了理论依据.
在低温、积雪等极端气候条件下,积雪堆积在动车组前端楔形体排障器上将影响动车组的空气动力学性能、能效以及运行安全性.本文在长14m的风洞中开展楔形体表面覆雪实验,模拟风速为5 m/s的工况,并结合离散元方法对雪花颗粒间的相互作用进行仿真,研究了积雪与楔形体表面之间摩擦力、颗粒入射角和碰撞速度的动态变化特征.通过对比实验与仿真结果,分析了不同形状、角度的楔形体设计对积雪堆积情况的影响.研究发现,楔形体顶部区域的积雪深度,随着距模型顶部距离的减小,呈现先增大后减小的趋势;而斜面区域的积雪深度,则随着距模型顶部距离的减小先增大,且积雪呈现向右下角延伸的趋势.实验和仿真结果在雪深极值位置的误差小于4%.本研究为优化动车组排障器外形设计、提升其冬季运行性能和安全性提供了理论依据.