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摘要

砂土材料特殊的宏观性质受控于内部的细观结构及其演化，常规土工试验对砂土

剪切破坏过程中的剪切力学特性及剪切带的形成机理研究尚有不足。本文通过在不同

试样尺寸、相对密实度及法向应力等条件下进行可视化直剪试验探究砂土在剪切破坏

过程中的力学特性及剪切带形成与扩展机理，并通过离散元数值模拟软件PFC2D对

物理试验进行补充研究。此外，通过数学方法建立剪切带形状与抗剪强度及相对密实

度间的定量关系，绘制砂土剪切带理论模型并分析砂土颗粒运动模式，为砂土本构模

型建立提供帮助。主要工作及成果如下：