基于熵增定律下粗粒土剪切运动状态分析

为探究粗粒土剪切过程运动状态变化,采用离散元数值模拟与直剪试验,对不同接触方式的粗粒土(棱角型、圆型)剪切过程位移方向趋势、转角进行分析,根据熵增定律定义宏观运动状态混乱度M、混乱系数kn,探讨了剪切过程中粗粒土运动状态变化与力学特性响应。研究结果表明:棱角型接触粗粒土较圆型运动状态混乱度大,剪切系统颗粒整体运动状态相似,按运动状态混乱度可将剪切运动分为涡流区、静止区、水平运动区;随磨圆度(圆型→棱角型)减小,抗剪强度增大,运动状态变化趋势增强,运动状态混乱度、混乱临界位移、混乱系数增加,熵值递增,粗颗粒系统达到平衡态速率增大,整体稳定性增强。