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颗粒离散元法工程应用的三大问题探讨 被引量：29
1
作者 刘春 乐天呈 +1 位作者 施斌 朱遥 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1142-1152,共11页
颗粒离散元法常用于岩土试样的宏微观特性研究。在模拟工程问题时,需要用较大的单元来代表岩土块体,并赋以相应的力学性质。颗粒离散元法的工程应用面临着三大问题:(1)难以直接得到特定力学性质的堆积模型,其建模困难;(2)计算量巨大,限... 颗粒离散元法常用于岩土试样的宏微观特性研究。在模拟工程问题时,需要用较大的单元来代表岩土块体,并赋以相应的力学性质。颗粒离散元法的工程应用面临着三大问题:(1)难以直接得到特定力学性质的堆积模型,其建模困难;(2)计算量巨大,限制了大规模工程应用;(3)多场和流固耦合理论以及软件还不完善。在分析这些问题本质和研究进展的基础上,提出宏微观转换公式和自动训练方法来快速建模;基于矩阵离散元计算法来实现高性能的数值计算;引入孔隙密度流法以实现快速的多场和流固耦合模拟。基于这些解决思路,从零开始研发了高性能离散元软件MatDEM,实现了综合大变形、多场和流固耦合数值模拟。最后,探讨了亟待解决的关键科学和技术问题。 展开更多
关键词 岩土工程 离散元 工程应用 MatDEM
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基于OFDR的不连续管道竖向错开变形定量监测 被引量：4
2
作者 杨晓蔚 刘春 +1 位作者 张晓宇 乐天呈 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期1087-1095,共9页
近年来逐步发展起来的分布式光纤传感技术被大量应用于管道变形监测当中,而现有的光纤传感技术无法满足高空间分辨率的要求,采用一种新型的光频域分布式光纤传感技术(OFDR),对不连续管道在加荷条件下的竖向错开变形进行室内模型试验研究... 近年来逐步发展起来的分布式光纤传感技术被大量应用于管道变形监测当中,而现有的光纤传感技术无法满足高空间分辨率的要求,采用一种新型的光频域分布式光纤传感技术(OFDR),对不连续管道在加荷条件下的竖向错开变形进行室内模型试验研究,提出了一种定量计算方法,并将计算值与千分表监测的实际值进行对比分析。室内试验的结果表明,OFDR能够精确地反映监测部位的应变,揭示不连续管道接缝处的变形规律。通过所提出的算法将应变值转化为竖向错开变形量,并与千分表的监测值进行对比分析。提出的算法能够定量监测不连续管道的竖向变形量,为实际工程提供竖向错开变形的下限值,为实际工程中的管道安全和预警提供依据。 展开更多
关键词 OFDR 不连续管道 竖向错开变形 分布式光纤监测
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基于MatDEM的岩石应力波传播与衰减特性敏感性分析
3
作者 范观盛 黄靥欢 +1 位作者 刘春 乐天呈 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期479-486,共8页
应力波的研究是岩石动力作用中的关键性问题。基于离散元法,文章对岩石样品开展数值模拟试验,以探究应力波传播和衰减的影响因素及规律。其中重点分析了岩石数值试样的单元半径、阻尼系数,以及入射波频率、振幅对应力波传播产生的影响,... 应力波的研究是岩石动力作用中的关键性问题。基于离散元法,文章对岩石样品开展数值模拟试验,以探究应力波传播和衰减的影响因素及规律。其中重点分析了岩石数值试样的单元半径、阻尼系数,以及入射波频率、振幅对应力波传播产生的影响,并结合真实试验结果进行对比分析。研究结果表明:离散元法能有效的模拟动力作用过程,数值岩样中应力波的传播变化规律与前人研究一致。岩样单元半径增大,导致岩样的不均匀性增加,散射衰减增强;阻尼系数越大,振幅在相同距离处衰减程度越大;岩样中入射波频率降低,波的传播趋势从对数衰减向线性衰减形式发展;加载波的振幅越大,应力波由于散射作用衰减程度越大,在相同传播距离的衰减率保持一定。 展开更多
关键词 离散元法 MatDEM 应力波 衰减 波速
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基于离散元法的多孔砂岩压密破坏过程数值模拟
4
作者 刘春 秦岩 +1 位作者 汤强 乐天呈 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第3期536-540,共5页
采用紧密堆积离散元模型研究了多孔砂岩压密带的产生和发展过程。模型中的一个离散单元代表一系列颗粒的集合体,通过屈服力和屈服椭圆的高宽比来定义单元的屈服包络面。当单元中一个连接的受力状态超过其屈服面时,单元被压密(收缩)。基... 采用紧密堆积离散元模型研究了多孔砂岩压密带的产生和发展过程。模型中的一个离散单元代表一系列颗粒的集合体,通过屈服力和屈服椭圆的高宽比来定义单元的屈服包络面。当单元中一个连接的受力状态超过其屈服面时,单元被压密(收缩)。基于这种改进的离散单元,用Matlab构建了相应的模拟程序MatDEM。结果表明:当屈服椭圆的高宽比由0.5增加到2时,压密带由平直形变为波浪形,表明砂岩的压密带形状受其屈服面的形态影响,压密作用引起的弹性波促进了压密带的形成。根据模拟结果推断,当压密带传播时,其顶端单元的受力状态发生变化,并在压密带传播几厘米时超过一定限度。最终压密带方向交替在两个主要的倾斜方向之间变化,并显示为V形或波浪形。 展开更多
关键词 离散元法 砂岩 压密带 屈服包络面 MatDEM 动态过程
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