Phân tích biến dạng cục bộ trong địa vật liệu sử dụng phương pháp phần tử rời rạc

Tóm tắt

Biến dạng cục bộ là cơ chế chi phối sức kháng và sự phá hoại của địa vật liệu. Khi biến dạng cục bộ xảy ra dưới dạng hình thành các dải trượt, biến dạng không còn phân bố đồng đều mà tập trung trong một vùng hẹp có cấu trúc rỗng, mức độ liên kết và động học rất khác biệt rõ rệt so với phần vật liệu còn lại. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp phần tử rời rạc để phân tích đồng thời ứng xử vĩ mô và các cơ chế vi mô trong mẫu địa vật liệu chịu nén hai trục. Mẫu được nén đẳng hướng trước khi tiến hành nén hai trục với áp lực hông không đổi, trong điều kiện tựa tĩnh. Mô hình tiếp xúc xét đến tương tác pháp tuyến, ma sát tiếp tuyến và sức kháng lăn. Kết quả mô phỏng tái hiện tốt độ cứng trước đỉnh, giá trị và vị trí ứng suất đỉnh của thí nghiệm tham chiếu cũng như giai đoạn mềm hóa sau đỉnh. Trường cường độ biến dạng cắt cho thấy dải trượt bắt đầu nhận diện rõ ở khoảng 3% biến dạng dọc trục (ứng với đỉnh ứng suất) và tiếp tục phát triển cho đến khi thí nghiệm kết thúc. Sự phát triển của dải trượt đi kèm với gia tăng góc xoay của hạt và hệ số rỗng, đồng thời mức độ tương tác giảm đáng kể bên trong dải trượt.