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土的工程力学性质的颗粒流模拟 被引量：90
1
作者 周健 池永 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期377-382,共6页
基于颗粒流理论,引入不同的颗粒接触连接本构模型,分别建立了砂土和粘性土的颗粒流模型.通过颗粒流数值模型试验,对砂土和粘性土的室内平面应变试验及其剪切带形成和发展进行了数值模拟,分别对比了不同围压下颗粒流试样与室内试验的应... 基于颗粒流理论,引入不同的颗粒接触连接本构模型,分别建立了砂土和粘性土的颗粒流模型.通过颗粒流数值模型试验,对砂土和粘性土的室内平面应变试验及其剪切带形成和发展进行了数值模拟,分别对比了不同围压下颗粒流试样与室内试验的应力应变关系曲线,基本再现了砂土和粘性土试样应力应变关系.通过砂土和粘性土PFC试样剪切带模拟表明,当围压较小时试样内部颗粒位移量小而且分布范围较广,当围压增大时,试样内部颗粒位移量也增大,而且发生较大位移颗粒的分布范围趋于集中,同时随着围压的增大试样内部形成明显的剪切带.无论砂土还是粘性土的PFC试样,随着围压的增加剪切带的形状趋于集中,而且剪切带宽度在减小.在围压很小时,试样内形成大的破坏区域,在围压较大时出现明显的线破坏区.这些规律基本与室内试验结果相似. 展开更多
关键词 围压 砂土 粘性土 剪切带 颗粒流模拟 平面应变试验 颗粒流理论 试样 内部 应力应变关系
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土石混合料大型直剪试验的颗粒离散元细观力学模拟研究 被引量：100
2
作者 贾学明 柴贺军 郑颖人 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2695-2703,共9页
土石混合料作为一种特殊的岩土介质越来越受到国内外众多研究者的重视。基于3维颗粒离散元PFC3D,建立了土石混合料直剪试验模型,进行了不同含石量、不同岩性的土石混合料直剪试验模拟研究。颗粒离散元模拟结果表明,土石混合料的石料岩... 土石混合料作为一种特殊的岩土介质越来越受到国内外众多研究者的重视。基于3维颗粒离散元PFC3D,建立了土石混合料直剪试验模型,进行了不同含石量、不同岩性的土石混合料直剪试验模拟研究。颗粒离散元模拟结果表明,土石混合料的石料岩性和含石量在很大程度上控制了土石混合料的抗剪强度特性。硬岩混合料的摩擦角普遍比软岩混合料大6°～7°,含石量为60%～80%时达到最大。土石混合料的剪切面不再是一个平面,其起伏度随含石量增加而增大。剪切过程中软岩混合料在低正应力下表现为剪胀,高正应力下表现为剪缩,并产生软化现象,硬岩混合料表现为剪胀和塑性;软岩土石混合料剪切过程中能量以应变能和动能为主,而硬岩土石混合料的能量以摩擦能和动能为主。 展开更多
关键词 土石混合料 颗粒离散元 细观力学 直剪试验 剪切面
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砂土中静压桩沉桩过程试验研究与颗粒流模拟 被引量：84
3
作者 周健 邓益兵 +1 位作者 叶建忠 贾敏才 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期501-507,共7页
采用室内模型试验及颗粒流数值模拟研究了密实砂中静压桩沉桩过程,对桩周土体宏细观力学响应进行了分析研究。通过模型试验对浅层土体、桩身周围、桩端处土体的不同位移模式进行了比较分析,揭示了桩周不同位置土体的变位规律,并将孔隙... 采用室内模型试验及颗粒流数值模拟研究了密实砂中静压桩沉桩过程,对桩周土体宏细观力学响应进行了分析研究。通过模型试验对浅层土体、桩身周围、桩端处土体的不同位移模式进行了比较分析,揭示了桩周不同位置土体的变位规律,并将孔隙变化场与宏观位移场进行相互印证,发现桩端土体位移模式与压密区基本呈圆孔扩张。对桩体贯入过程中的动端阻力、动侧摩阻力的发展规律以及临界深度等问题作了揭示。以室内模型试验为基础,建立了静压桩沉桩颗粒流模型,将数值结果与试验结果对比分析,通过分析土体细观变化模式揭示沉桩过程中宏观响应的内在机理。研究成果对于进一步明确沉桩挤土效应内在机理和沉桩阻力的发展规律都具有意义。 展开更多
关键词 静压桩 沉桩过程 挤土效应 模型试验 颗粒流 细观力学
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黏性材料细观与宏观力学参数相关性研究 被引量：74
4
作者 周博 汪华斌 +2 位作者 赵文锋 李纪伟 郑必灿 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期3171-3178,3177-3178,共8页
岩土工程数值模拟技术中参数选取的正确性是反应材料真实力学特性的基本前提。借助于颗粒离散元分析软件PFC2D,对黏性土类材料样本开展了大量的平面双轴压缩试验。通过记录不同围压下样本的轴向应力峰值,并依据摩尔-库仑强度准则对数值... 岩土工程数值模拟技术中参数选取的正确性是反应材料真实力学特性的基本前提。借助于颗粒离散元分析软件PFC2D,对黏性土类材料样本开展了大量的平面双轴压缩试验。通过记录不同围压下样本的轴向应力峰值,并依据摩尔-库仑强度准则对数值试样的剪切强度参数(内摩擦角、黏聚力)进行标定。着重探讨了黏性材料细观参数中颗粒刚度比kn/k(s0.5～10共12组)、颗粒粘结强度SBS(0～50 kPa共12组)、颗粒摩擦系数μ(0～6共16组)以及颗粒粘结强度比K(0.1～10共15组)和材料宏观剪切强度参数以及材料剪切特性之间的相关性。研究结果表明:颗粒粘结(法向、切向)强度同对材料黏聚力呈线性相关;颗粒摩擦系数与材料内摩擦角呈近似对数相关;颗粒刚度比大小对材料剪切强度参数变化亦有微弱的影响;此外,K值(切向粘结强度/法向粘结强度)是影响材料的剪切破坏形态的重要因素。最后,采用了两个多元非线性拟合公式,定量地描述了以上各细观参数和材料宏观剪切强度参数的联合关系,并给出了K值的建议取值,为后续的研究提供重要的理论基础。 展开更多
关键词 离散元 颗粒流程序 细观参数 双轴压缩实验
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渗流的颗粒流细观模拟 被引量：49
5
作者 周健 张刚 孔戈 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期28-32,共5页
本文基于颗粒流理论,运用PFC2D计算程序的FISHTANK函数库和FISH语言,定义了细观角度概念———流体域,并分别定义了流体域的流动方程和压力方程,将颗粒体与流体域耦合,推导出颗粒流理论显式求解的稳定条件,成功地对土中的渗流进行了模拟... 本文基于颗粒流理论,运用PFC2D计算程序的FISHTANK函数库和FISH语言,定义了细观角度概念———流体域,并分别定义了流体域的流动方程和压力方程,将颗粒体与流体域耦合,推导出颗粒流理论显式求解的稳定条件,成功地对土中的渗流进行了模拟,得到了渗流过程中压力和流速的变化规律。结果表明,运用PFC2D程序模拟的渗流规律符合达西定律,这一结果为PFC2D在渗流和渗透破坏等方面的深入研究应用提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 颗粒流理论 达西定律 细观模拟 渗流
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三维离散颗粒单元模拟无黏性土的工程力学性质 被引量：56
6
作者 罗勇 龚晓南 连峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期292-297,共6页
基于三维离散单元颗粒流理论,引入了在极限剪力状态下颗粒间可以发生滑动的接触本构模型,建立颗粒体试样,并赋予颗粒相应的细观结构参数进行无黏结摩擦材料的三维应力应变数值模拟。通过大量的颗粒流数值试验,从细观力学角度对砂土的工... 基于三维离散单元颗粒流理论,引入了在极限剪力状态下颗粒间可以发生滑动的接触本构模型,建立颗粒体试样,并赋予颗粒相应的细观结构参数进行无黏结摩擦材料的三维应力应变数值模拟。通过大量的颗粒流数值试验,从细观力学角度对砂土的工程力学特性进行了初步的模拟研究。对砂土的室内常规三轴试验及其剪切带形成和发展进行了数值模拟,分别对比了不同围压下三维颗粒体试样与室内三轴的应力应变关系曲线,基本再现了试样的加载曲线。通过进一步分析颗粒细观结构参数变化对组成材料的宏观力学的影响及其剪切位移场的形成和发展规律,结果表明颗粒介质之间的摩擦系数、颗粒组成材料的孔隙率对材料的宏观力学行为有比较明显的影响。研究的意义在于理想的颗粒流数值模拟试验能够突破常规的室内土工试验能力及其局限性,对于砂土的细观结构的影响研究成为可能,并且揭示了微观的一些规律,对今后的岩土工程的颗粒模拟提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 颗粒流理论 滑动模型 砂土 细观参数
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上拔荷载作用下桩的颗粒流数值模拟 被引量：38
7
作者 刘文白 周健 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期516-521,共6页
对桩进行了承受上拔荷载作用的数值模拟试验并与物理实物试验实测值作了对比。应用颗粒流理论及其PFC2D程序,模拟研究了承受上拔荷载作用的桩及桩周土的细观力学特征,桩的上拔位移和颗粒的分布和速度。随荷载增加土颗粒的受影响区由大到... 对桩进行了承受上拔荷载作用的数值模拟试验并与物理实物试验实测值作了对比。应用颗粒流理论及其PFC2D程序,模拟研究了承受上拔荷载作用的桩及桩周土的细观力学特征,桩的上拔位移和颗粒的分布和速度。随荷载增加土颗粒的受影响区由大到小,且影响区边界逐渐明显,颗粒排列发生变化,形成了锥体状的受影响区域。根据土颗粒的分布、速度和位移的分布和变化,确定土中滑裂面为锥体状;数值模拟了上拔荷载、桩上拔位移与时步的关系,并与宏观物理实物试验的实测结果作了对比分析;综合确定了桩的极限上拔承载力。桩承受荷载过程中土颗粒细观结构变化的颗粒流仿真,是关于土体的细观力学特征与宏观力学响应相关联的初步研究。 展开更多
关键词 上拔荷载 桩 颗粒流 数值模拟 细观力学
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扩底桩的上拔试验及其颗粒流数值模拟 被引量：38
8
作者 刘文白 周健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期201-206,共6页
通过原型试验和应用颗粒流理论及其 PFC2D 程序数值模拟,研究了黄土中扩底桩承受上拔荷载的宏观力学性能及其细观结构,以及扩底桩在上拔荷载下的位移、极限上拔承载力和破坏机理。结果表明:增加扩底桩扩大端的高度对提高承载力是有效的... 通过原型试验和应用颗粒流理论及其 PFC2D 程序数值模拟,研究了黄土中扩底桩承受上拔荷载的宏观力学性能及其细观结构,以及扩底桩在上拔荷载下的位移、极限上拔承载力和破坏机理。结果表明:增加扩底桩扩大端的高度对提高承载力是有效的;破坏机理为土的减压软化和损伤软化的渐进性破坏。并提出了扩底桩极限上拔承载力计算式,计算值与实测值相吻合。应用颗粒流理论分析了颗粒细观结构、受影响区域、扩底桩的上拔位移和土中滑裂面。颗粒流模拟的土中滑裂面、荷载与位移关系和宏观试验实测结果相一致。 展开更多
关键词 扩底桩 上拔承载性能 颗粒流 数值模拟 细观力学
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考虑破碎的堆石料颗粒流数值模拟 被引量：45
9
作者 刘君 刘福海 孔宪京 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S01期107-112,共6页
以双江口300 m级高土石坝为工程背景,根据有关资料的试验数据,利用二维颗粒流计算机仿真技术对堆石料在一定围压下的颗粒破碎情况进行了数值模拟,数值试样由2574个簇颗粒单元组成。数值模拟与室内平面应变试验结果对比表明,用选定的细... 以双江口300 m级高土石坝为工程背景,根据有关资料的试验数据,利用二维颗粒流计算机仿真技术对堆石料在一定围压下的颗粒破碎情况进行了数值模拟,数值试样由2574个簇颗粒单元组成。数值模拟与室内平面应变试验结果对比表明,用选定的细观参数进行数值模拟与平面应变试验结果基本一致,说明用颗粒流方法进行数值模拟能够较好的再现堆石料的颗粒破碎特性。与室内试验相比,数值仿真模拟还能得到颗粒破碎的细观演化规律和破碎带的分布范围,从而为进一步建立考虑颗粒破碎的堆石坝本构模型,研究大坝填筑、水库蓄水过程以及地震情况下的颗粒破碎过程以及颗粒破碎所引起的坝体变形提供了一条途径。 展开更多
关键词 堆石料 平面应变试验 颗粒破碎 颗粒流 数值模拟
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泥石流启动过程PFC数值模拟 被引量：44
10
作者 胡明鉴 汪稔 +1 位作者 陈中学 王志兵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期394-397,434,共5页
泥石流松散碎屑物质具有散粒体的基本特征,在暴雨激发下容易形成泥石流,整个过程具有散粒体大变形的特征。颗粒流理论是基于离散单元法模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用,在模拟颗粒相互作用和大变形问题研究方面具有显著的优越性。... 泥石流松散碎屑物质具有散粒体的基本特征,在暴雨激发下容易形成泥石流,整个过程具有散粒体大变形的特征。颗粒流理论是基于离散单元法模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用,在模拟颗粒相互作用和大变形问题研究方面具有显著的优越性。为分析泥石流松散碎屑物质启动形成泥石流的过程及其与土体含水率的关系,采用二维颗粒流程序(PFC2D)分析降雨作用下松散碎屑物质启动形成泥石流的过程,揭示崩滑堆积体在降雨作用下含水率超过临界值后质点运动速度和位移增加,松散碎屑物质启动并加速而导致滑坡泥石流连锁式破坏的过程和机制。 展开更多
关键词 泥石流 松散碎屑物 颗粒流 临界含水率 启动
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砂土的细观参数对宏观特性的影响研究 被引量：39
11
作者 曾远 周健 《地下空间与工程学报》 CSCD 2008年第3期499-503,共5页
基于颗粒流理论,对砂土的室内双轴试验进行了数值模拟,在前人的基础上对颗粒形状和边界条件做了一些改进,采用不规则颗粒代替纯圆形颗粒,用柔性的颗粒边界代替刚性的墙边界。研究了颗粒形状、摩擦系数、孔隙率等细观参数变化对宏观特性... 基于颗粒流理论,对砂土的室内双轴试验进行了数值模拟,在前人的基础上对颗粒形状和边界条件做了一些改进,采用不规则颗粒代替纯圆形颗粒,用柔性的颗粒边界代替刚性的墙边界。研究了颗粒形状、摩擦系数、孔隙率等细观参数变化对宏观特性的影响。并对计算模型中颗粒单元的性质进行了多组试样的参数比较研究,建立了宏观参数和细观参数的定量对应关系。对研究土体的本构模型具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 颗粒流 砂土 细观参数 数值模拟
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不同墙体位移方式下被动土压力的颗粒流模拟 被引量：30
12
作者 曾庆有 周健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期43-47,共5页
用二维颗粒流程序(PFC2D)对各种移动模式的刚性挡墙被动土压力进行了模拟。再根据已有的模型试验建立颗粒流模型,分别让刚性墙体朝土体一侧平移、绕墙体顶部转动和绕墙体底部转动,给出了这三种情况下墙后被动土压力的分布图形以及相应... 用二维颗粒流程序(PFC2D)对各种移动模式的刚性挡墙被动土压力进行了模拟。再根据已有的模型试验建立颗粒流模型,分别让刚性墙体朝土体一侧平移、绕墙体顶部转动和绕墙体底部转动,给出了这三种情况下墙后被动土压力的分布图形以及相应的竖向应力的分布图形,同时给出了墙后被动土压力随墙体位移的变化规律。最后,将计算结果与实验结果进行了对比表明,颗粒流数值模拟方法不仅使用方便,而且能较好地模拟墙后被动土压力的分布规律。 展开更多
关键词 颗粒流(PFC) 被动土压力 不同位移方式
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考虑不均质度的岩石声发射数值模拟研究 被引量：36
13
作者 宿辉 党承华 李彦军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1886-1890,共5页
利用离散元颗粒流软件模拟了岩石单轴压缩破坏过程,采用内嵌FISH语言,通过设置随机缺陷来建立不同均质度的岩石数值试样对岩石的声发射规律进行了研究。结果表明,不均质度对于岩石声发射特性有着重要影响,随不均质度的增加,试样的峰值... 利用离散元颗粒流软件模拟了岩石单轴压缩破坏过程,采用内嵌FISH语言,通过设置随机缺陷来建立不同均质度的岩石数值试样对岩石的声发射规律进行了研究。结果表明,不均质度对于岩石声发射特性有着重要影响,随不均质度的增加,试样的峰值强度下降,声发射总数大幅增加,空间分布也更为分散,声发射出现时间更早,持续时间更长,峰值后的声发射保持更高的强度;单轴应力状态下声发射最大强度出现时间相比峰值破坏时间有不同程度滞后,不均质度越高,滞后效应越明显,显示岩石破坏要早于声发射峰值出现时间。 展开更多
关键词 声发射 岩石破坏 颗粒流 微裂缝 残余强度
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级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法 被引量：36
14
作者 蒋应军 任皎龙 +1 位作者 徐寅善 李頔 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期699-704,共6页
为了从本质上揭示级配碎石组成结构与力学性能的内在关系,基于2维颗粒流软件提出了级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法,并通过该方法以安康瀛湖石灰岩碎石为例研究了级配碎石的力学性能.结果表明：不同级配碎石的CBR（california bea... 为了从本质上揭示级配碎石组成结构与力学性能的内在关系,基于2维颗粒流软件提出了级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法,并通过该方法以安康瀛湖石灰岩碎石为例研究了级配碎石的力学性能.结果表明：不同级配碎石的CBR（california bearing raio）、剪切强度和抗压强度的实测值分别为495%~692%,592~802kPa,1.29~1.54MPa;相应的模拟值分别为525%~736%,636~839kPa,1.34~1.54MPa;平均误差分别为4.50%,5.07%,5.15%.模拟结果与实测结果基本吻合,证明颗粒流数值模拟方法应用于级配碎石力学性能研究中的可行性. 展开更多
关键词 道路工程 级配碎石 颗粒流 力学性能 数值模拟
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单裂隙砂岩单轴压缩的中等应变率效应颗粒流模拟 被引量：35
15
作者 黄达 岑夺丰 黄润秋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期535-545,共11页
加载速率对裂隙岩体的力学性质及变形破坏均有重要影响。利用二维颗粒流程序PFC2D开展了不同倾角非贯通单裂隙砂岩试件的单轴压缩试验,研究了中等应变率对裂隙砂岩应力-应变曲线特征、裂隙尖端应力状态、特征应力状态、岩体损伤及裂隙... 加载速率对裂隙岩体的力学性质及变形破坏均有重要影响。利用二维颗粒流程序PFC2D开展了不同倾角非贯通单裂隙砂岩试件的单轴压缩试验,研究了中等应变率对裂隙砂岩应力-应变曲线特征、裂隙尖端应力状态、特征应力状态、岩体损伤及裂隙扩展等力学响应的影响规律。裂隙岩体应力-应变曲线呈现明显的波动性,定义应力突变指标f对应力突变型波动剧烈程度进行了定量统计分析:随应变率的增加,曲线应力突变波动越剧烈,且峰后明显大于峰前;随裂隙倾角的增大,波动幅度峰前增大,而峰后减小。裂隙尖端破裂应力随应变率增大均有所提高,随裂隙倾角的增大,切向剪应力c总体上呈增加变化,而法向应力nc明显减小。尖端破裂时岩样加载应力j、岩样临界扩容应力d及峰值应力c均随应变率增大而增大。裂隙尖端的破裂可立即引起岩体扩容,一般应变率越低,岩体裂隙尖端破裂点j和扩容点d越接近峰值强度c。随着应变率的提高,损伤裂纹及宏观裂隙类型越多,岩体试件损伤破裂程度越强,特别是试件端部效应愈显著。裂隙首先以I型翼裂纹在其尖端起裂,而I型翼裂纹的扩展长度与加载速率与裂隙倾角具有较强的相关性。 展开更多
关键词 裂隙岩体 加载应变率 裂隙倾角 单轴压缩 颗粒流
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类节理岩石直剪试验力学特性的数值模拟研究 被引量：34
16
作者 李晓锋 李海波 +2 位作者 夏祥 刘博 冯海鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期583-591,共9页
节理岩体的剪切特性是主导岩体工程稳定性的关键因素。基于PFC^(2D)离散元颗粒流程序,结合室内试验结果对比分析,选取合理的细观参数进行数值模拟,分别从细观角度研究了节理岩石的裂纹发展、能量转化及声发射现象等特性,从宏观角度研究... 节理岩体的剪切特性是主导岩体工程稳定性的关键因素。基于PFC^(2D)离散元颗粒流程序,结合室内试验结果对比分析,选取合理的细观参数进行数值模拟,分别从细观角度研究了节理岩石的裂纹发展、能量转化及声发射现象等特性,从宏观角度研究了节理岩石的强度模型和破坏形态。结果表明:节理岩体主要呈现磨损和剪断两种破坏形态,不同的破坏形态对应不同的强度模型;随着剪切变形增加,岩体沿节理面发生破坏,弹性阶段以法向裂纹为主,而塑性阶段切向裂纹起主导作用,滑移区R、P裂纹贯通形成破碎带,节理面产生较大滑移;在应力达到峰值强度前,边界能主要转化为应变能,法向裂纹生成较多;越过峰值强度后,摩擦能快速增长,并伴随大量切向裂纹产生。与室内试验结果相比,PFC^(2D)较好地模拟了节理岩体剪切力学特性,弥补了室内试验中无法进行细观特性研究的缺陷,对于节理岩体后期研究提供了一些参考。 展开更多
关键词 类节理岩石 节理 直剪试验 PFC^(2D) 裂纹
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单调荷载下砂土变形过程数值模拟及细观机制研究 被引量：33
17
作者 刘洋 吴顺川 周健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期3199-3204,3216,共7页
采用离散单元法的颗粒流理论,模拟了松砂和密砂在单调荷载作用下的变形过程,研究了砂土渐进破坏过程中的宏观力学行为和细观组构参量的演化规律。采用PFC的FISH语言开发了细观组构统计程序,通过记录加载不同时刻试样的细观参量,如配位... 采用离散单元法的颗粒流理论,模拟了松砂和密砂在单调荷载作用下的变形过程,研究了砂土渐进破坏过程中的宏观力学行为和细观组构参量的演化规律。采用PFC的FISH语言开发了细观组构统计程序,通过记录加载不同时刻试样的细观参量,如配位数、接触法向分布、粒间法向接触力、切向接触力等的演化,分析了砂土变形过程中细观组构变化与宏观力学响应之间的内在联系。应用表征上述量的组构参数研究了砂土的诱发各向异性,探讨了松砂剪缩、密砂剪胀的细观机制。研究成果对于揭示砂土变形的细观机制以及建立砂土的细观力学模型具有重要意义。 展开更多
关键词 砂土 细观组构 颗粒流 诱发各向异性
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堆石料大三轴试验的细观模拟 被引量：32
18
作者 邵磊 迟世春 贾宇峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期239-243,共5页
采用三维颗粒流计算程序,对堆石料的大三轴排水剪切试验过程进行了数值模拟。在数值模型的生成过程中,使堆石料集合体达到规定密度和级配;采用动态松弛算法迭代求解,并引入粒间阻尼,以吸收颗粒填装的多余动能使其稳定;颗粒间引入黏结力... 采用三维颗粒流计算程序,对堆石料的大三轴排水剪切试验过程进行了数值模拟。在数值模型的生成过程中,使堆石料集合体达到规定密度和级配;采用动态松弛算法迭代求解,并引入粒间阻尼,以吸收颗粒填装的多余动能使其稳定;颗粒间引入黏结力来提高试样的峰值强度;确定堆石料的细观力学参数,拟合室内试验应力应变曲线。模拟不同围压下堆石料的试验,得到的应力-应变曲线与室内试验基本一致,说明颗粒流方法可以较好的模拟堆石料的大三轴试验过程。由于没有考虑颗粒形状及颗粒破碎的影响,造成大应变剪胀偏大。 展开更多
关键词 堆石料 大三轴试验 颗粒流 细观模拟
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伯格斯模型参数调试与岩石蠕变特性颗粒流分析 被引量：33
19
作者 杨振伟 金爱兵 +3 位作者 周喻 严琼 王凯 高玉娟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期240-248,共9页
岩石作为地下工程的主要研究对象,其物质组成和所赋存的复杂地质环境使其具有明显的流变特性。基于三维颗粒流程序(PFC3D),采用由开尔文模型和马克斯伟尔模型串联组成的伯格斯(Burgers)流变模型,通过控制变量法,分析了伯格斯模型中弹性... 岩石作为地下工程的主要研究对象,其物质组成和所赋存的复杂地质环境使其具有明显的流变特性。基于三维颗粒流程序(PFC3D),采用由开尔文模型和马克斯伟尔模型串联组成的伯格斯(Burgers)流变模型,通过控制变量法,分析了伯格斯模型中弹性系数(Em和Ek)、黏性系数(?m和?k)和摩擦因数f对瞬时强度特性和流变特性的影响;分析得出数值试样的瞬时强度特性主要受马克斯伟尔体弹性系数Em和摩擦因数f影响:弹性模量和单轴抗压强度与Em和f均呈正相关,泊松比与Em呈正相关,与f呈负相关;而流变特性与各参数均呈现负相关性。在此基础上,进行了红页岩分级增量蠕变试验的模拟,通过与室内蠕变试验结果的对比,验证了PFC3D中的伯格斯模型用于岩石蠕变试验模拟的可行性,并将该方法用于分级增量循环加卸载蠕变试验和三轴蠕变试验数值研究。该研究内容是利用离散单元法研究岩石流变特性的一种新的尝试。 展开更多
关键词 软岩 压缩蠕变试验 颗粒流程序 BURGERS模型 参数调试 流变特性 离散单元法
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含石量对土石混合体剪切特性影响的颗粒离散元数值研究 被引量：33
20
作者 杨忠平 雷晓丹 +2 位作者 王雷 胡元鑫 刘永权 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期1035-1045,共11页
采用基于PFC^(2D)接触黏结模型的离散元数值模型,探讨含石量变化对土石混合体剪切特性的影响。利用室内大型直剪试验对表征土石混合体细观力学性质的模型参数进行标定,模拟分析了4种不同含石量土石混合体在4种不同围压作用下的剪切特性... 采用基于PFC^(2D)接触黏结模型的离散元数值模型,探讨含石量变化对土石混合体剪切特性的影响。利用室内大型直剪试验对表征土石混合体细观力学性质的模型参数进行标定,模拟分析了4种不同含石量土石混合体在4种不同围压作用下的剪切特性。试验结果表明:相同法向应力作用下,含石量越高,峰值剪应力越大,达到峰值剪应力时的剪应变越大,软化后强度越高,剪胀特性越强,剪切"跳跃"现象越明显。土石混合体摩擦角随含石量增高而增大;黏聚力随含石量增高而减小,含石量超过50%后基本不变。相同含石量的土石混合体,法向应力越高,峰值剪应力越大,应变软化特性越强。土石混合体剪切过程中以克服摩擦能和应变能为主,动能变化几乎为零。 展开更多
关键词 土石混合体 颗粒流 剪切特性 含石量
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