基于微观胶结厚度模型的深海能源土宏观力学特性离散元分析

首先，引入蒋明镜等提出的考虑水合物胶结厚度的深海能源土粒间微观胶结模型，用以反映能源土颗粒之间水合物微观胶结接触力学特性；其次，采用c++语言将模型程序化，并将其引入离散单元法中；然后，对选定的水合物饱和度经过实际二维离散元模拟调算，得出相应的水合物胶结尺寸，以修正水合物临界胶结厚度、最小胶结厚度及胶结宽度，进而确定水合物微观胶结参数；最后，根据所确定的胶结参数，针对不同水合物饱和度试样进行能源土宏观力学特性离散元双轴试验模拟，并从应力-应变、体变、剪胀角等方面与masui等所进行的能源土室内三轴试验进行对比分析。结果表明：采用考虑粒间胶结厚度的水合物微观胶结模型，能够定性反映深海能源土的宏观力学特性，能源土试样的峰值强度、黏聚力和剪胀角均随水合物饱和度的增加而增加，但水合物饱和度对内摩擦角的影响规律不明朗；能源土试样的峰值强度、残余强度及体积剪缩量随着有效围压的增大而增大；剪胀角随有效围压的增大而减小。