1、級(jí)配碎石基層的工程設(shè)計(jì)和建設(shè)迫切需要一種有足夠力學(xué)依據(jù)和實(shí)際驗(yàn)證的方法來(lái)評(píng)價(jià)級(jí)配碎石的路用性能，以取代以往的經(jīng)驗(yàn)加實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法來(lái)指導(dǎo)工程技術(shù)人員進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。由于級(jí)配碎石是大粒徑多級(jí)配的散體物料，其工程性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜。為了正確描述其工程性質(zhì)，一個(gè)較好的途徑就是從它的細(xì)觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)參數(shù)建立細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型以模擬其工程力學(xué)性質(zhì)。目前，許多研究者雖然提出了一些所謂的微細(xì)觀力學(xué)模型，但完全從微細(xì)觀層次上考慮級(jí)配碎石的模型還較少。正是在這種背

2、景下，本文開(kāi)展了相關(guān)的研究工作。級(jí)配碎石的模量是影響其工程力學(xué)性能的主要因素。級(jí)配碎石模量不僅與其應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，還與其本身的組構(gòu)關(guān)系、級(jí)配、加載速率等有密切的關(guān)系。本文通過(guò)虛擬試驗(yàn)，研究級(jí)配碎石模量的變化趨勢(shì)；通過(guò)不同的虛擬試驗(yàn)，研究了影響級(jí)配碎石的模量的各種因素。希望能夠從細(xì)觀層次上建立級(jí)配碎石的分析模型，為級(jí)配碎石細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析提供一種分析方法和工具。 本文的主要工作包括： 1．離散單元法及其應(yīng)用程序PFC的理論研究工

3、作。 2．級(jí)配碎石室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，為數(shù)值模擬提供相應(yīng)的宏細(xì)觀參數(shù)。 3．隨機(jī)多邊形生成算法及其相應(yīng)的程序設(shè)計(jì) 4．級(jí)配碎石的虛擬試驗(yàn)及結(jié)果分析。 在前人對(duì)級(jí)配碎石所做研究的基礎(chǔ)上，本文在以下幾個(gè)方面有所創(chuàng)新： 1．首次采用離散元軟件PFC對(duì)級(jí)配碎石的回彈模量進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明采用離散元軟件對(duì)級(jí)配碎石進(jìn)行分析比較理想； 2．自行開(kāi)發(fā)的多邊形生成子程序代表碎石內(nèi)部細(xì)觀結(jié)構(gòu)，并給出了相應(yīng)的計(jì)算