Smėlinio grunto odometrinio bandymo modeliavimas DEM

Abstract

Nagrinėjamos Baltijos jūros pakrantės smėlio ties Klaipėdos pakrante spūdumo savybės, atliekant eksperimentinius ir skaitinius bandymus diskretinių elementų metodu (DEM). Šio straipsnio tikslas – atlikti eksperimentinius ir skaitinius spūdumo bandymus bei gautus rezultatus palyginti tarpusavyje. Tiriamam gruntui nustatytas kietųjų dalelių tankis ρs = 2650 kg/m3. Prieš pradedant modeliuoti grunto daleles DEM, atlikti grunto mikroskopiniai tyrimai ir nustatyti tiriamo grunto morfologiniai parametrai (plotas, perimetras, skersmuo, formos koeficientas, sferiškumas, apvalumas ir kampuotumas). Pagal morfologinius parametrus sukurta skaitinė trimatė dalelė. Atkartojus skaitinę granuliometrinės sudėties kreivę, kuri sutampa su eksperimentine, sumodeliuotas grunto spūdumo bandymas su odometru. Bandymo eiga sudaryta iš trijų etapų: 1. dalelių generavimas žinomoje talpoje virš odometro ir supylimas į odometrą; 2. odometro paviršiaus nulyginimas; 3. spaudimo bandymas. Skaitiškai sumodeliuoto odometro normaliniai įtempiai ties poriniu akmeniu yra apie 11,00 % didesni, nei ties odometro dugnu. Atliekant tyrimus buvo pasinaudota Vilniaus Gedimino technikos universiteto Civilinės Inžinerijos Mokslo Centro MTEP infrastruktūra.

This work presents experimental and numerical tests on typical Baltic sea-shore sand along Klaipėda. Natural sand was analyzed under laboratory conditions of soil compression with universal oedometer and simple shear test device. The analysis is concentrated to soil morphological parameters influence for deformation modulus. First of all it was determined soil morphological parameters and done soil compression test. Applied maximum vertical load 400.0 kPa via vertical stress ramp 100.0 kPa/min. Second test procedure was done with numerical simulation of DEM. DEM simulation was done via three stages: 1. soil generation and filling to modeled oedometer device; 2. soil contact plane smoothing; 3. soil compression. DEM simulation revealed, that at the top of soil where is contact between sand and porous stone normal stress is 11 % higher than at the bot-tom of oedometer. An equipment and infrastructure of Civil Engineering Scientific Research Center of Vilnius Gediminas Technical University was employed for investigation.