中国公路学报

作者：李希, 刘锟, 钱国平, 杨紫菱, 于华南, 何忠明

单位：1. 长沙理工大学交通学院, 湖南长沙 410114;2. 无锡交通建设工程集团股份有限公司, 江苏 无锡 214000"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52278435, 52478437)； National Major Scientific Research Instrument Development Project (52227815)； Science and Technology Talent Promotion Program of Hunan Province (D203TJ-NI2)

关键词：路基工程,强夯,离散元,粗粒土,颗粒破碎

基金：国家自然科学基金项目(52278435,52478437)；国家重大科研仪器研制项目(52227815)； 湖南省科技人才托举工程项目(D203TJ-NI2)

复杂形貌粗粒土填料在强夯冲击下极易发生颗粒破碎现象，进而影响强夯加固效果，已有研究对颗粒破碎要素考虑不足，难以真正揭示粗粒土冲击密实特性。为此，运用三维蓝光扫描技术实现复杂形貌颗粒数字孪生，结合泰勒多面体(Voronoi)剖分法与真实颗粒形貌一致的可破碎数值颗粒库，开发考虑颗粒复杂形貌和冲击加载条件的颗粒破碎仿真模型；并融合Python程序与离散元软件PFC3D(Particle Flow Code in Three Dimension)，建立强夯加固粗粒土路基仿真模型；通过开展系列强夯数值试验，对比分析有无颗粒破碎2类情况下夯沉量、孔隙率分布、位移场、颗粒接触关系等随夯击次数的跨尺度响应规律。结果表明：在多次夯击过程中，颗粒破碎对强夯加固效果的影响表现出显著的阶段性，强夯初期粗粒土密实进程和加固效果因颗粒破碎而被削弱；而随夯击次数增加，颗粒破碎加快颗粒密实进程并提升强夯最终加固效果。最终，破碎组较无破碎组夯沉量提升11.6%、孔隙率降低20.5%，配位数增加0.9%。原因在于，强夯初期，颗粒破碎消耗了部分夯击能；随着夯击次数的增加，破碎量逐渐减少，破碎产生的小颗粒填充至大颗粒间隙，促进了颗粒的密实，从而提高了强夯加固效率，使得最终加固效果优于未破碎情况。研究成果为全面认识冲击作用下粗粒土破碎密实物理力学过程和强夯工艺优化提供有益参考。

来源：2025年第10期

《中国公路学报》期刊编辑部

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