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类岩石材料力学特性的试验及数值模拟研究 被引量：27
1
作者 黄彦华 杨圣奇 刘相如 《实验力学》 CSCD 北大核心 2014年第2期239-249,共11页
在进行多组不同配比类岩石材料单轴压缩试验和巴西试验的基础上，详细分析了石膏水泥比和石英砂含量对类岩石材料的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学参数的影响规律，力图找到适合模拟现场砂质泥岩的类岩石材料及配合比。利用颗... 在进行多组不同配比类岩石材料单轴压缩试验和巴西试验的基础上，详细分析了石膏水泥比和石英砂含量对类岩石材料的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学参数的影响规律，力图找到适合模拟现场砂质泥岩的类岩石材料及配合比。利用颗粒流程序（PFC）模拟，进一步研究了高径比和围压对类岩石材料力学特性的影响。结果表明：随着石膏水泥比的增大，抗压强度和弹性模量均逐渐减小，而抗拉强度逐渐增大；随着石英粉含量的增大，抗压强度和弹性模量均先增大后减小，而抗拉强度则为先减小后增大。结合单轴压缩过程的声发射特征，揭示了裂纹扩展与声发射有密切的关系。PFC2D模拟获得的力学参数与室内试验相近，破裂模式也与实际情况相似。通过尺寸效应的研究可知试样的高径比在2．0～2．5较合理。随着围压的增大，试样的峰值强度、残余强度、峰值应变及弹性模量等力学参数均增大，且围压会改变试样的破裂模式。 展开更多
关键词 类岩石材料 力学特性 高径比 围压 颗粒流程序
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基于离散元方法的花岗岩单轴压缩破裂过程的声发射特性 被引量：21
2
作者 刘洪磊 王培涛 +3 位作者 杨天鸿 徐涛 于庆磊 夏冬 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1790-1795,共6页
结合花岗岩单轴压缩下声发射特性室内试验,采用颗粒流数值模拟试验,对加载过程中声发射特性进行了监测,探讨了单轴压缩下的荷载大小与声发射累积数的变化关系,分析了峰值强度前割线模量的变化规律。研究结果发现:加载过程中,试件内部最... 结合花岗岩单轴压缩下声发射特性室内试验,采用颗粒流数值模拟试验,对加载过程中声发射特性进行了监测,探讨了单轴压缩下的荷载大小与声发射累积数的变化关系,分析了峰值强度前割线模量的变化规律。研究结果发现:加载过程中,试件内部最早出现剪切裂纹,随着颗粒单元内部应力增加,逐渐出现拉伸裂纹;单轴压缩不同荷载阶段对应了4个不同的声发射释放阶段,峰值强度后期出现大量振铃,且累积数较峰值强度前的累积数高;试件的弹性模量变化幅度随模拟时间步增大而逐渐降低,于某特定值浮动。研究成果可为岩石声发射特征研究提供参考。 展开更多
关键词 单轴压缩 破坏机制 声发射 颗粒流方法
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基于不同地质要素土质边坡的地震变形破坏颗粒流模拟 被引量：9
3
作者 梁敬轩 胡卸文 许晓君 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1537-1546,共10页
为探讨地震作用下松散堆积体边坡的变形破坏特征,采用颗粒流模拟程序(PFC^(2D))输入水平向汶川地震波,对不同坡度及不同细观参数的土质边坡进行动力作用下变形破坏的全过程模拟。研究表明,相同地震力作用下坡度主要影响土质边坡的破坏范... 为探讨地震作用下松散堆积体边坡的变形破坏特征,采用颗粒流模拟程序(PFC^(2D))输入水平向汶川地震波,对不同坡度及不同细观参数的土质边坡进行动力作用下变形破坏的全过程模拟。研究表明,相同地震力作用下坡度主要影响土质边坡的破坏范围,边坡越陡,破坏深度越大,破坏边界越靠后;而细观参数则影响边坡的破坏形式,黏性土边坡的滑体保持了较好的整体性,滑面呈弧形;而砂性土边坡的破坏具有流变性且滑面呈上陡下缓的折线形。 展开更多
关键词 汶川地震 土质边坡 颗粒流(pfc2D) 失稳模式
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带加强节点土工格栅加筋路堤动力响应的颗粒流分析 被引量：4
4
作者 邱成春 张孟喜 王一鸣 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期957-960,967,共5页
采用基于离散元理论的颗粒流软件建立了路堤二维数值模型,研究了交通荷载下无筋路堤、普通土工格栅加筋和带加强节点土工格栅加筋路堤的不同动力响应.通过比较不同工况的位移矢量图和颗粒接触力分布情况,发现由于加强节点的存在,带加强... 采用基于离散元理论的颗粒流软件建立了路堤二维数值模型,研究了交通荷载下无筋路堤、普通土工格栅加筋和带加强节点土工格栅加筋路堤的不同动力响应.通过比较不同工况的位移矢量图和颗粒接触力分布情况,发现由于加强节点的存在,带加强节点的土工格栅比普通土工格栅能更有效地减少路堤顶部的累积沉降,限制边坡的隆起;相比无筋路堤,加筋路堤的加载板正下方颗粒接触力集中形成柱状承载结构,能够有效地将上部荷载均匀传递给下部土体. 展开更多
关键词 加筋路堤 土工格栅 加强节点 动力响应 颗粒流
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基于颗粒流的含交叉裂纹类岩石水力致裂细观机理研究 被引量：3
5
作者 张权 饶秋华 +2 位作者 沈晴晴 谭攀 李鹏 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期669-677,共9页
针对目前岩石在水力耦合作用下交叉裂纹扩展机理认识不足的问题,采用颗粒流软件(PFC2D)的平直节理接触模型和流域法,模拟计算含交叉裂纹的类岩石三轴压缩水力致裂过程,分析双向水平主应力差和主、次裂纹倾角对水力裂纹起裂、扩展及贯通... 针对目前岩石在水力耦合作用下交叉裂纹扩展机理认识不足的问题,采用颗粒流软件(PFC2D)的平直节理接触模型和流域法,模拟计算含交叉裂纹的类岩石三轴压缩水力致裂过程,分析双向水平主应力差和主、次裂纹倾角对水力裂纹起裂、扩展及贯通的影响规律,并揭示其细观断裂机理。研究结果表明:数值模拟与试验结果吻合较好。当有或无水平主应力差时,水力裂纹沿着或偏离水平最大主应力方向扩展,与交叉裂纹贯通或不贯通,细观机理均为拉伸断裂。增加水平主应力差可明显降低临界水压力,易形成网状裂纹,有利于提高资源开采效率。 展开更多
关键词 颗粒流软件(pfc2D) 平直节理模型 交叉裂纹 水力致裂 细观机理
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TBM双滚刀间距及入岩次序对破岩效果影响研究 被引量：2
6
作者 刘立鹏 刘海舰 +1 位作者 傅睿智 孙兴松 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第4期56-62,共7页
TBM滚刀位置布置对于TBM掘进效率极为重要,为研究TBM双滚刀间距及入岩次序对破岩效果的影响,利用二维离散元颗粒流软件(PFC2D)建立TBM双滚刀破岩模型,对TBM破岩过程中裂纹的扩展、岩石破坏形式、岩片面积、破岩比能、滚刀推力等变化进... TBM滚刀位置布置对于TBM掘进效率极为重要,为研究TBM双滚刀间距及入岩次序对破岩效果的影响,利用二维离散元颗粒流软件(PFC2D)建立TBM双滚刀破岩模型,对TBM破岩过程中裂纹的扩展、岩石破坏形式、岩片面积、破岩比能、滚刀推力等变化进行了模拟分析。结果表明:(1)滚刀间距对于破岩效果具有较为明显的影响。间距过小时,滚刀间形成的岩片过于粉碎,滚刀间距过大,相邻滚刀形成的裂纹无法贯通,滚刀之间形成岩脊。间距不同破岩比能不同,存在最优滚刀间距现象。(2)滚刀入岩次序影响破岩效果。前后滚刀对于岩石的损伤深度和范围不同,同时破岩时左右滚刀所需垂直力较为接近,顺次破岩时后滚刀所需垂直力平均值小于前滚刀。相同滚刀间距下顺次破岩比能高于同时破岩时的比能,破岩效果将低于同时破岩情况。研究成果可为TBM滚刀布置设计提供一定参考。 展开更多
关键词 隧道工程 TBM双滚刀 颗粒流软件 破岩效果 滚刀间距 入岩次序
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动荷载下桩承式路堤的承载特性及机制研究 被引量：16
7
作者 许朝阳 周锋 +3 位作者 吕惠 马耀仁 孟涛 完绍金 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3231-3239,共9页
对于桩承式路堤作用效应的研究目前主要侧重于对静荷载作用下桩土应力比和土拱效应等,较少考虑动荷载的影响,而车辆运行产生的动应力会对路堤中的土拱产生一定的影响,进而影响桩承式路堤的整体性能。为了分析静、动荷载作用下桩承式加... 对于桩承式路堤作用效应的研究目前主要侧重于对静荷载作用下桩土应力比和土拱效应等,较少考虑动荷载的影响,而车辆运行产生的动应力会对路堤中的土拱产生一定的影响,进而影响桩承式路堤的整体性能。为了分析静、动荷载作用下桩承式加筋路堤的性能变化,采用可视化模型试验和颗粒流数值模拟相结合的方法,对桩承式路堤在静载和动载下的应力传递和变形性状进行研究,分析动载作用下填土高度、桩帽、桩距、加筋形式、荷载频率的影响。试验结果表明,在动载下无筋路堤的桩顶的应力减小,而桩间的应力和位移增大,并且变化的幅度均比加筋路堤大,加筋材料的设置有利于减小动载的影响效应,但不同加筋形式下桩承式路堤的工作性状有所不同,受动载影响程度的大小主要与土拱效应的强弱有关。设置双层加筋时,因加筋材料与周围砂土形成半刚性平台,土拱效应减弱,故受动载影响的程度最小,单层加筋时,格栅设于桩顶上方10 cm比格栅置于桩顶受动载影响的程度明显减小,颗粒流的模拟结果验证了以上结果,并且进一步得出随荷载频率的增加、填土高度与桩净距的减小,动载的影响效应增大的结论。 展开更多
关键词 桩承式路堤 动荷载 二维颗粒流分析 桩帽大小 加筋形式 荷载频率 填土高度
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