粗粒土的离心模型试验与数值模拟

岩土工程数值计算中粗粒土常采用邓肯-张本构模型，为了验证该模型在轴向加载、卸载、侧向加载等复杂应力路径条件下的适用性，进行了粗粒土的三轴试验获取其力学特性及本构模型参数；根据相似性原理制作了堆石坝的离心模型试样，并采用与三轴试验同样级配与粒径的粗粒土进行复杂应力路径的堆石坝离心模型试验，试验中通过改变离心加速度模拟加载、卸载，利用上游蓄水模拟坝体的侧向加载；采用abaqus对离心模型试验进行三维数值模拟，并研究了模型箱侧壁摩擦系数与土体的初始应力对数值结果的影响。通过比较离心模型试验与数值模拟成果，表明土体的初始弹性模量对计算结果影响较大，初始应力应选择自重作用下的应力场；邓肯-张本构模型能较好地描述堆石坝的加载应力路径，而模拟卸载应力路径有一定的差异，需要改进邓肯-张本构模型中卸载模量的确定方法。