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裂隙-荷载耦合作用下砂岩强度变形细观损伤机理研究 预览
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作者 王凯毅 王述红 +1 位作者 庄贤鹏 王子和 《水利与建筑工程学报》 2019年第3期60-65,共6页
通过岩石力学伺服试验机,对完整砂岩与裂隙砂岩进行单轴压缩试验与单轴循环加卸载试验,探究荷载-裂隙共同作用下砂岩力学性质的演化规律。试验结果表明:循环荷载作用对完整砂岩与含预制裂隙砂岩的力学性质有显著的强化作用;随着循环周... 通过岩石力学伺服试验机,对完整砂岩与裂隙砂岩进行单轴压缩试验与单轴循环加卸载试验,探究荷载-裂隙共同作用下砂岩力学性质的演化规律。试验结果表明:循环荷载作用对完整砂岩与含预制裂隙砂岩的力学性质有显著的强化作用;随着循环周数增加,试样弹性模量呈现出"强化"现象,且第一周加卸载循环对弹性模量的强化作用最为显著。结合试样的细观损伤机理,分析了初始抗压强度、加载路径、应力状态与宏观缺陷等条件对循环荷载下峰值强度演化规律的影响,并阐明了弹性模量"强化"现象的细观机理。 展开更多
关键词 循环荷载 力学性质 细观机理 强化现象 预制裂隙
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粒径比和配比对橡胶砂力学性能的影响研究 预览
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作者 刘方成 吴孟桃 王海东 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期376-389,共14页
橡胶砂作为一种新型的廉价隔震材料具有广泛的应用前景,其力学变形特性受两种母材的配合比、粒径比等影响较大。为促进橡胶砂的工程应用,对3种粒径比、6种配比橡胶砂进行了一系列双轴压缩离散元模拟试验,从宏细观角度研究了胶-砂粒径比... 橡胶砂作为一种新型的廉价隔震材料具有广泛的应用前景,其力学变形特性受两种母材的配合比、粒径比等影响较大。为促进橡胶砂的工程应用,对3种粒径比、6种配比橡胶砂进行了一系列双轴压缩离散元模拟试验,从宏细观角度研究了胶-砂粒径比对橡胶砂力学行为的影响。结果表明:(1)橡胶砂应力-应变曲线在小应变下表现为近似线性增长关系,随着橡胶含量的增加,偏应力逐渐减小,减小程度随粒径比的增大而减弱;(2)随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂模量降低、应力-应变曲线向硬化型转变、线性关系增强,粒径比越大,硬化特性越明显;(3)随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂剪胀特性减弱、剪缩增大,粒径比越大,剪缩程度越明显;(4)橡胶砂应力-应变关系可用扩展邓肯-张模型进行模拟,模型参数受粒径比和橡胶颗粒含量影响的规律明显;(5)橡胶砂力学特性受粒径比影响的细观机制可由颗粒接触特性、颗粒配位数、力链分布、能耗发展等变化情况来描述。 展开更多
关键词 橡胶砂 数值模拟 粒径比 力学性能 细观机理
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网格状带齿加筋砂垫层界面特性的细观机理分析 预览
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作者 张骏 林永亮 《上海大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第1期118-125,共8页
为了研究网格状带齿加筋砂垫层结构筋土界面的细观作用机理,利用颗粒流程序,采用内置clump方法开发了可模拟砂土性状的椭圆形颗粒,建立了筋土拉拔试验的数值模型.与室内试验结果进行对比,分析了拉拔界面剪切带的演变与荷载传递机... 为了研究网格状带齿加筋砂垫层结构筋土界面的细观作用机理,利用颗粒流程序,采用内置clump方法开发了可模拟砂土性状的椭圆形颗粒,建立了筋土拉拔试验的数值模型.与室内试验结果进行对比,分析了拉拔界面剪切带的演变与荷载传递机理.结果表明:在拉拔过程中,齿筋附近出现应力集中现象;相同的拉拔位移下,带齿加筋砂垫层体中的剪切带厚度明显大于加筋黏土体中的剪切带厚度,且剪切带的形状也发生了明显改变:齿筋的贡献度随拉拔位移的不同而有所差异,且每根齿筋的贡献度也不一致. 展开更多
关键词 网格状带齿加筋 筋土界面 颗粒流 细观机理
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热处理花岗岩循环冲击下断口形貌研究 预览
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作者 王璐 王志亮 +2 位作者 石高扬 石恒 田诺成 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期69-75,共7页
为了研究温度和动载对黑云母花岗岩破坏机制的影响,利用分离式霍普金森压杆对不同温度处理后的花岗岩试样进行了循环冲击试验,随后采用钨灯丝扫描电镜对岩样的断口形貌进行细观观测。结果表明:常温岩样低弹速作用后,其断口表面出现韧... 为了研究温度和动载对黑云母花岗岩破坏机制的影响,利用分离式霍普金森压杆对不同温度处理后的花岗岩试样进行了循环冲击试验,随后采用钨灯丝扫描电镜对岩样的断口形貌进行细观观测。结果表明:常温岩样低弹速作用后,其断口表面出现韧性疲劳裂纹,中弹速作用后则出现脆性疲劳裂纹,而在高弹速冲击作用后,断口出现典型的解理裂纹;相同冲击荷载下,低于400℃的岩样断口表面存在大量解理裂纹和瓦纳线,随着热处理温度的升高,解理裂纹减少,准解理裂纹及韧窝逐渐增多;花岗岩在循环冲击荷载作用下,加载率效应明显,弹速越高脆性断裂特征越显著;温度效应使花岗岩的韧性增强,处理温度升高会使花岗岩由脆性断裂向脆性-局部韧性断裂的耦合破坏模式转变。 展开更多
关键词 花岗岩 温度 循环冲击 断口形貌 细观机理
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改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理 预览 被引量:1
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作者 冯永 李萌 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第20期286-293,共8页
现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关,但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒,模拟粮食的真实接触面积要小很多,不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况,也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆... 现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关,但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒,模拟粮食的真实接触面积要小很多,不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况,也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆形颗粒的内摩擦力小于真实粮食内摩擦力的缺陷,在已有PFC离散元程序基础上,添加了黏度系数较大的微型颗粒模拟粉尘,建立了一种改进颗粒组构力学模型,采用几何方法判断圆形颗粒间的接触情况,推导出基本单元间力-位移关系。基于典型事故案例和室内试验成果,采用建立的颗粒组构力学模型模拟了卸粮成拱动态过程中圆形大颗粒间以及圆形小颗粒与仓壁之间的力-位移关系。研究表明在卸粮过程中,切应力在剪切位移达到0.3mm的过程中,迅速提高,达到最大值切应力的60%,所得的切应力位移图与其应力特征曲线与试验成果基本吻合。以试验结果曲线各点值为标准值,改进后模拟结果曲线值的标准差相比改进前减小37%,说明曲线相似度更高,利用该模型可更加客观反映筒仓卸粮成拱的动态细观机理。该文提出的改进颗粒组构力学模型,不仅可用于模拟卸粮成拱机理模拟,而且对于模拟散颗粒流动特性、散体-仓壁相互作用机理都具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 模型 离散元 力学特性 卸粮成拱 细观机理
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复杂形状颗粒DEM模拟及其对宏观力学响应影响研究
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作者 李鹏鹏 周伟 +3 位作者 熊美林 杨利福 徐琨 来志强 《武汉大学学报:工学版》 CSCD 北大核心 2018年第6期478-486,共9页
借助有限元网格划分技术,提出了一种复杂形状颗粒的DEM模拟方法,实现了包括凹多边形在内的复杂形状颗粒的模拟,通过参数控制使得生成的颗粒形状更加真实.生成6组不同形状的颗粒集合体,采用双轴压缩试验研究了颗粒形状对力学响应的影响,... 借助有限元网格划分技术,提出了一种复杂形状颗粒的DEM模拟方法,实现了包括凹多边形在内的复杂形状颗粒的模拟,通过参数控制使得生成的颗粒形状更加真实.生成6组不同形状的颗粒集合体,采用双轴压缩试验研究了颗粒形状对力学响应的影响,并解释了细观影响机理.计算结果表明,在最密实状态下,颗粒间的孔隙填充效率与颗粒边数有关,颗粒边数越少,孔隙率越小;不同形状颗粒集合体在双轴压缩过程中,加载初期的变形模量相近,偏应力和体积变形规律相似,峰值摩擦角与形状系数呈线性关系;颗粒边数越少,加载过程中颗粒转动越剧烈.规则颗粒边数为5-10时,颗粒集合体的峰值强度和体积变形差异较小,这主要是受颗粒旋转的影响:颗粒绕形心转动时,颗粒边数越少,局部剪胀越明显,所需外界功越大;当颗粒绕接触点旋转时,偶数边颗粒所需外界功和导致的体积剪胀比奇数边颗粒试样大.随着颗粒集合体凹凸度的增大,颗粒间的排列更加密实,咬合作用更强,但颗粒形状随机多样性与颗粒间的咬合作用并无单调关系,当λ=0.2时,颗粒集合体的峰值强度和体积应变最大. 展开更多
关键词 离散元法 复杂形状 力学响应 细观机理
贵州丹寨汞矿渣抗剪强度特性及其细观机理 预览
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作者 李新卫 李辉 +1 位作者 曹洋兵 王思洋 《金属矿山》 北大核心 2018年第4期77-81,共5页
我国贵州省天然斜坡上广泛分布着汞矿渣堆积体,危险性及危害性大,急需对其抗剪强度特性及机理进行深入研究。汞矿渣具有结构疏松、分选性差、粒径相差大且有弱胶结性等特点,选取贵州省丹寨县典型场地,开展汞矿渣颗粒分析试验及现场大型... 我国贵州省天然斜坡上广泛分布着汞矿渣堆积体,危险性及危害性大,急需对其抗剪强度特性及机理进行深入研究。汞矿渣具有结构疏松、分选性差、粒径相差大且有弱胶结性等特点,选取贵州省丹寨县典型场地,开展汞矿渣颗粒分析试验及现场大型直剪试验。基于颗粒离散元PFC2D程序,进行了与现场直剪试验相应的数值试验,研究了抗剪切过程中的细观机理。现场与数值试验获得的曲线形态和抗剪强度参数接近,证实了数值试验的可靠性和高仿真性。试验结果表明:接近剪切应力峰值时,剪切带区域出现了明显的拉张接触力,而较远区域拉张接触力较不明显;随着剪切的进行,主动剪切盘的颗粒整体向右运动,而固定盘中与剪切带较近区域的颗粒也有向右运动的趋势;靠近剪切带区域出现了数个应力集中区,越靠近剪切墙应力越大;大颗粒对应力分布影响较大;固定盘中的应力集中区靠近剪切带,主动剪切盘应力集中区分布更广、受剪切作用影响更大。 展开更多
关键词 汞矿渣 直剪试验 抗剪强度 细观机理 PFC
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短切玄武岩纤维对混凝土的增强效果及机理 被引量:1
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作者 孙冠东 焦华喆 +2 位作者 陈新明 韩振宇 李拴杰 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2018年第1期118-121,183共5页
混凝土具有抗压强度高,抗拉强度低的特点,玄武岩纤维的掺入能够显著提高其抗拉强度,提高混凝土的综合力学性能。通过改变纤维的种类、长度、掺量,对比纤维混凝土与素混凝土的各项力学性能。试验结果表明:20 mm长(长径比为1 538.46)... 混凝土具有抗压强度高,抗拉强度低的特点,玄武岩纤维的掺入能够显著提高其抗拉强度,提高混凝土的综合力学性能。通过改变纤维的种类、长度、掺量,对比纤维混凝土与素混凝土的各项力学性能。试验结果表明:20 mm长(长径比为1 538.46)、掺量为3 kg/m3的玄武岩纤维掺入时,与素混凝土相比,抗压、抗拉、抗折性能分别增加了33%、23%、40%,具有显著的增强效果;随着纤维长度与掺量的增加,纤维混凝土力学性能下降,当玄武岩纤维掺量为12 kg/m3时,抗压强度增加了5%,抗拉和抗折强度降低了4%和8%。扫描电子显微镜扫描结果表明:玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土孔隙率和初始裂隙;同时玄武岩纤维能够传递荷载,使应力均匀分布,控制裂隙发育。玄武岩纤维能够显著增强混凝土的抗拉强度,具有良好的效果。通过对玄武岩纤维掺量的控制,可以最大程度地改善混凝土的力学性能。 展开更多
关键词 短切玄武岩纤维 混凝土 力学性能 细观机理
非饱和土抗剪强度理论的关键问题与研究进展
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作者 付宏渊 马吉倩 +1 位作者 史振宁 曾铃 《中国公路学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期1-14,共14页
非饱和土抗剪强度与其矿物组成、细观结构和含水率等因素密切相关,许多学者先后提出了多种非饱和土抗剪强度的形成机理、计算方法以及测试手段。为总结现有研究成果,深化对非饱和土抗剪强度理论的认知,综述了非饱和土抗剪强度理论发展... 非饱和土抗剪强度与其矿物组成、细观结构和含水率等因素密切相关,许多学者先后提出了多种非饱和土抗剪强度的形成机理、计算方法以及测试手段。为总结现有研究成果,深化对非饱和土抗剪强度理论的认知,综述了非饱和土抗剪强度理论发展中的若干关键问题。首先讨论了不同类型土体的细观结构差异,分析了非饱和土抗剪强度形成的细观机理,对比分析了砂性土与黏性土非饱和抗剪强度变化规律的差异性;其次总结了几种较为典型的非饱和土抗剪强度计算公式,对不同非饱和参数的取值方法进行了分析;最后介绍了多种用于非饱和土抗剪强度测试的新仪器与新方法,如非饱和土直剪、非饱和三轴以及非饱和土环剪装置等,部分国外已有研究成果在中国仍处于空白状态,值得中国同行借鉴。根据上述分析,对非饱和土抗剪强度理论的研究方向进行了展望:(1)应进一步从细观角度开展不同结构土体土颗粒之间的相互作用以及土、水相互作用对宏观非饱和抗剪强度影响的研究;(2)应根据土质类型、含水状态和应力状态等因素综合确定非饱和土抗剪强度计算参数,提出相应的抗剪强度计算方法,并逐步尝试将非饱和土强度理论应用至工程实际;(3)进一步改进现有非饱和抗剪强度测试仪器,使之可以控制多种试验变量,优化测试方法,进一步提高试验效率与精度。 展开更多
关键词 道路工程 非饱和土 综述 强度理论 细观机理 基质吸力 新测试技术
华山花岗岩热力损伤特性及机理研究 预览
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作者 何爱林 王志亮 毕程程 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期95-101,共7页
为研究花岗岩的热力损伤特性及机理,借助超声检测分析仪与钨灯丝扫描电镜,分析了不同温度作用后岩石纵波波速衰减规律、损伤演化模型及细观机理。结果表明:温度低于500℃时,花岗岩试样纵波波速随处理温度升高而缓慢降低,当温度接近573℃... 为研究花岗岩的热力损伤特性及机理,借助超声检测分析仪与钨灯丝扫描电镜,分析了不同温度作用后岩石纵波波速衰减规律、损伤演化模型及细观机理。结果表明:温度低于500℃时,花岗岩试样纵波波速随处理温度升高而缓慢降低,当温度接近573℃,纵波波速呈迅速下降状态,最终渐趋于稳定;随着加热温度的升高,岩样的超声波波幅锐减,“拍”的长度变短;花岗岩内部热损伤与所经历的温度之间符合logistic曲线模型;温度在20~500℃范围内,花岗岩试样中主要产生晶间裂纹,裂纹数量随温度升高而增加;加温至700℃时,岩样中产生晶内裂纹或穿晶裂纹,温度达到900℃时,岩样出现宏观分岔裂隙。 展开更多
关键词 花岗岩 处理温度 热损伤 宏观响应 细观机理
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基于数值模型的金属橡胶刚度特性细观机理研究
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作者 黄凯 白鸿柏 +2 位作者 路纯红 曹凤利 高洪飞 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期3021-3029,共9页
以基于实际材料、工艺参数建立的金属橡胶数值模型为基础,对材料非线性刚度特性的细观机理进行了研究。从成形压力曲线、组织形态、尺寸、准静态加载曲线4个方面对数值模型进行了验证。对金属橡胶组织结构进行分解,建立了弹性微元细观模... 以基于实际材料、工艺参数建立的金属橡胶数值模型为基础,对材料非线性刚度特性的细观机理进行了研究。从成形压力曲线、组织形态、尺寸、准静态加载曲线4个方面对数值模型进行了验证。对金属橡胶组织结构进行分解,建立了弹性微元细观模型,对弹性微元的空间运动模式和弹性变形模式进行了分析,建立了金属橡胶非线性刚度特性的数学模型。在准静态加载过程中,弹性微元的空间运动以平移为主,空间转动很小;z向弹性变形可以等效为若干曲梁的并联;xoy平面内的弹性变形是一种使弹性微元两端点间距离变小的弯曲变形。数学模型与实验结果吻合良好,包含了材料的基本结构参数、细观特征参数以及非线性刚度机理参数,各参数物理意义明确,对材料的设计具备一定的指导意义。 展开更多
关键词 金属橡胶 非线性刚度 细观机理 数值模型
基于数值模型的金属橡胶干摩擦迟滞特性研究
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作者 黄凯 白鸿柏 +2 位作者 路纯红 曹凤利 高洪飞 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2018年第11期3451-3459,共9页
以完全基于实际材料、工艺参数的数值模型为基础,对金属橡胶的干摩擦迟滞特性进行了研究。从成形压力曲线、材料组织结构、尺寸、加载-卸载曲线等4个方面对数值模型的可靠性进行了验证。建立了弹性微元模型及其局部坐标,对接触对数量、... 以完全基于实际材料、工艺参数的数值模型为基础,对金属橡胶的干摩擦迟滞特性进行了研究。从成形压力曲线、材料组织结构、尺寸、加载-卸载曲线等4个方面对数值模型的可靠性进行了验证。建立了弹性微元模型及其局部坐标,对接触对数量、滑动接触对比例、接触对形态进行了研究。接触对数量随加载量的增加而增加,随卸载量的增加而减小,滑动接触对约占所有接触对数量的80%。将接触对分为典型接触对和非典型接触对,其中典型接触对占主要成分。根据接触对的细观特征,建立了接触对力学模型,进而建立了金属橡胶迟滞特性曲线的数学模型。数学模型准确性、可靠性较好,各参数物理意义充分,能够较好地对材料的干摩擦迟滞特性进行描述,对材料的设计具有一定指导意义。 展开更多
关键词 金属橡胶 数值模型:干摩擦 迟滞特性 细观机理
高堆石坝筑坝材料宏细观变形分析研究进展
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作者 周伟 马刚 +3 位作者 刘嘉英 常晓林 李少林 徐琨 《中国科学:技术科学》 CSCD 北大核心 2018年第10期1068-1080,共13页
随着我国水电事业的快速发展,高堆石坝的建设已达200-300 m级.超过200 m级高堆石坝将表现出与以往明显不同的变形特性,其变形控制是工程建设的难点之一.由于堆石体等筑坝颗粒材料宏观上连续,而细观上离散,易发生颗粒破碎,其本构模型与... 随着我国水电事业的快速发展,高堆石坝的建设已达200-300 m级.超过200 m级高堆石坝将表现出与以往明显不同的变形特性,其变形控制是工程建设的难点之一.由于堆石体等筑坝颗粒材料宏观上连续,而细观上离散,易发生颗粒破碎,其本构模型与变形机理尚未明确,因此需要从宏观和细观两个层面对其应力变形特性进行研究.本文总结了近年来高堆石坝及筑坝堆石体在宏细观变形方面的研究进展,着重对高堆石坝宏观本构研究及参数率定、筑坝堆石体细观力学研究方法、细观变形机制以及堆石料缩尺效应等方面做了介绍,并对后续高堆石坝建设过程中筑坝材料的变形控制的研究趋势进行了展望. 展开更多
关键词 堆石坝 本构模型 细观机理 变形控制 筑坝颗粒材料
贮料粒径对筒仓卸料流态及仓壁压力影响的细观机理研究 预览 被引量:1
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作者 王世豪 肖昭然 刘克瑾 《河南工业大学学报:自然科学版》 北大核心 2017年第6期86-90,共5页
从贮料的细观散体颗粒性入手,利用离散单元法对筒仓卸料过程进行模拟.分析卸料过程中粒径变化对流动状态、力链网络以及仓壁侧压力的影响,发现不同粒径对卸料流动状态和仓壁侧压力有较大影响,并探讨了其影响的内在机理.结果显示,粒径越... 从贮料的细观散体颗粒性入手,利用离散单元法对筒仓卸料过程进行模拟.分析卸料过程中粒径变化对流动状态、力链网络以及仓壁侧压力的影响,发现不同粒径对卸料流动状态和仓壁侧压力有较大影响,并探讨了其影响的内在机理.结果显示,粒径越大,卸料压力峰值越大,对筒仓结构的稳定性越不利.卸料过程中仓壁侧压力总体呈现先增大后减小的趋势,并在增大和减小的过程中出现震荡现象.与国内外研究对比,证明了该研究对实际工程具有参考价值. 展开更多
关键词 筒仓 离散单元法 细观机理 流动状态 侧压力
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含砂层开采顶板突水溃砂机理的细观数值模拟研究 预览 被引量:1
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作者 吴雪峰 《陕西煤炭》 2017年第1期65-68,共4页
为研究含砂层开采顶板突水溃砂的细观机理,运用PFC2D数值模拟软件分析顶板突水细观机理。模拟结果表明,当工作面由60 m推进至80 m时,顶板最大下沉量增幅最大,约为65%;最大孔隙率由0.170变为0.270,增幅最大,约为58.8%;裂隙的最大长度增... 为研究含砂层开采顶板突水溃砂的细观机理,运用PFC2D数值模拟软件分析顶板突水细观机理。模拟结果表明,当工作面由60 m推进至80 m时,顶板最大下沉量增幅最大,约为65%;最大孔隙率由0.170变为0.270,增幅最大,约为58.8%;裂隙的最大长度增幅比较大,裂隙扩展到含水层,导致顶板发生突水,水流带走含砂层中细小的颗粒,随着渗流力的增加,最后可能导致较粗的颗粒也会流失,引起顶板发生大范围的突水溃砂。通过数值模拟分析提出了顶板突水治理对策,为现场预防和治理顶板突水提供借鉴。 展开更多
关键词 顶板突水 细观机理 裂纹 孔隙率 PFC2D
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沥青混凝土水力劈裂的细观机理研究 预览
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作者 武利强 王良 +1 位作者 章晓桦 朱晟 《水力发电》 北大核心 2017年第2期47-50,59共5页
以基于离散单元法的二维颗粒流程序(PFC^2D)为平台,建立可模拟沥青混凝土水力劈裂的数值模拟方法,深入研究沥青混凝土水力劈裂机理。该方法可模拟水力劈裂裂缝出现、扩展直到破坏的全过程。在此基础上,对沥青混凝土水力劈裂的细观... 以基于离散单元法的二维颗粒流程序(PFC^2D)为平台,建立可模拟沥青混凝土水力劈裂的数值模拟方法,深入研究沥青混凝土水力劈裂机理。该方法可模拟水力劈裂裂缝出现、扩展直到破坏的全过程。在此基础上,对沥青混凝土水力劈裂的细观机理和发生条件进行了研究。水力劈裂为拉伸破坏,细观机理为颗粒间法向接触力(拉力)超过法向粘结强度时,产生微裂缝,导致渗透系数增大,水压力急剧增长,从而激发更多微裂缝产生,直至微裂缝贯通形成宏观裂缝。发生条件为存在弱接触面区,有利于微裂缝的产生,而微裂缝产生后又可诱发更多裂缝产生直至贯通形成宏观裂缝。 展开更多
关键词 离散单元法 沥青混凝土 水力劈裂 细观机理 发生条件
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三维离散元法解析砂型泥石流细观运动特征研究 被引量:1
17
作者 姚志雄 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期1414-1423,共10页
基于散体介质理论的三维离散元数值分析方法,引入粘滞阻尼模型考虑系统耗能效应,求解固体作用力和流体连续性方程,充分考虑流固耦合作用,对中、细标准砂泥石流过程进行仿真分析,得到不同砂型泥石流破坏过程及渗流场、颗粒速度场、孔隙... 基于散体介质理论的三维离散元数值分析方法,引入粘滞阻尼模型考虑系统耗能效应,求解固体作用力和流体连续性方程,充分考虑流固耦合作用,对中、细标准砂泥石流过程进行仿真分析,得到不同砂型泥石流破坏过程及渗流场、颗粒速度场、孔隙率、颗粒接触数等参数变化规律。分析表明,中砂、细砂分别表现出分层渐进式和流滑型的破坏模式,这与已有物理试验现象吻合,验证该模型的适用性,并从渗流场分布规律深刻解释该现象发生机理。泥石流过程中土颗粒速度矢量变化规律从细观上揭示了隐藏在颗粒内部的相互碰撞、摩擦、滑动等复杂运动特点,从宏观上揭示了中砂土坡脚薄弱位置率先突破,主滑动体形成直至完全失稳的分级渐进式破坏过程。进一步分析了土体孔隙率和平均接触数分布云图变化规律,中砂泥石流过程中随颗粒运动,滑动体孔隙率逐渐增大,颗粒接触数逐渐减小,并且这种发展趋势逐渐往坡后方土体蔓延;进一步揭示了中砂泥石流分级渐进破坏过程与颗粒速度场分析规律一致。分析结果表明了该模型方法在模拟泥石流这种大变形、流固耦合问题上的适用性,这对泥石流复杂机理的更深入探索是有益的。 展开更多
关键词 三维离散元方法 泥石流 细观机理 渗流场 流固耦合作用
基于颗粒流方法的土体压密注浆细观机理 预览
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作者 周子龙 赵云龙 +2 位作者 陈钊 杜雪明 吴志波 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期465-472,共8页
为揭示高压注浆过程中浆液的扩散规律与压密效果,运用颗粒流方法对不同注浆压力、不同土体黏结力、不同土体摩擦因数下浆泡半径以及注浆效果的细观规律和机理进行分析。采用颗粒流fish语言建立注浆过程模型,采用伺服机制施加不同注浆压... 为揭示高压注浆过程中浆液的扩散规律与压密效果,运用颗粒流方法对不同注浆压力、不同土体黏结力、不同土体摩擦因数下浆泡半径以及注浆效果的细观规律和机理进行分析。采用颗粒流fish语言建立注浆过程模型,采用伺服机制施加不同注浆压力模拟注浆过程。研究结果表明:随着注浆压力增大,注浆点周围的土体不断被压缩,孔隙率变小,且0.5 m内土体最易受影响,变形速率最快;与此同时,注浆压力增大,周围土体的附加应力不断增加;对于特定的土体条件,都存在1个最佳注浆压力;土体颗粒之间的黏结力对于浆液扩散的影响较大;土体黏结力较小时,注浆后浆泡半径随注浆压力增大变化明显,但当黏结力较大时,浆泡尺寸基本不随注浆压力变化,即土体黏结力较大时,压密注浆效果大大削弱;土体颗粒之间摩擦因数的变化对注浆效果影响不大。 展开更多
关键词 压密注浆 颗粒流 细观机理
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IC10合金的动态回复/再结晶本构行为研究 预览 被引量:1
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作者 张宏建 温卫东 +1 位作者 崔海涛 肖健峰 《中国机械工程》 CSCD 北大核心 2017年第18期2256-2261,共6页
对IC10合金在107301373K范围内、不同应变率下开展了拉伸试验研究,试验结果表明:IC10合金在1073K附近表现出明显的动态回复力学特征,在1173~1373K范围内则表现出明显的动态再结晶特征。通过透射电子显微镜对试验样品进行观察,研究了IC1... 对IC10合金在107301373K范围内、不同应变率下开展了拉伸试验研究,试验结果表明:IC10合金在1073K附近表现出明显的动态回复力学特征,在1173~1373K范围内则表现出明显的动态再结晶特征。通过透射电子显微镜对试验样品进行观察,研究了IC10合金变形机理,结果表明,在1073~1373K范围内,IC10合金变形过程中螺位错和刃位错可动性相当,并在γ′相边界逐步形成一些胞状亚晶结构。最后,将工程中应用广泛的Sellars模型应用于描述IC10合金在1073~1373K范围内、不同应变率下的力学行为,预测结果与试验结果的平均相对误差值不超过5%。 展开更多
关键词 IC10合金 动态回复 动态再结晶 本构模型 细观机理
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块石形状对土石混合体力学行为影响的颗粒流模拟 预览 被引量:2
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作者 金磊 曾亚武 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期753-759,790共8页
考虑块石形状为球体、正方体和长方体三种情况,通过正方体与球体相比较来探究块石棱角度不同对土石混合体力学特性的影响,通过长方体与正方体相比较来探究块石球度不同对土石混合体力学特性的影响。首先,提出特定形状块石三维离散元精... 考虑块石形状为球体、正方体和长方体三种情况,通过正方体与球体相比较来探究块石棱角度不同对土石混合体力学特性的影响,通过长方体与正方体相比较来探究块石球度不同对土石混合体力学特性的影响。首先,提出特定形状块石三维离散元精细建模的方法;接着建立含石量为30%和80%的块石形状分别为球体、正方体和长方体的土石混合体三维颗粒流数值模型;然后,对土石混合体大三轴试验进行颗粒流模拟,获得了不同含石量及不同块石形状的土石混合体试样的宏观力学特征;最后,详细分析了块石形状对土石混合体力学行为影响的细观机理。结果表明,块石形状会影响土石混合体的力学行为,其影响的程度与含石量密切相关;配位数、块石颗粒平均旋转量和摩擦功的演化规律能够很好地从细观水平上反映块石形状的作用机理。 展开更多
关键词 土石混合体 颗粒流 块石形状 含石量 细观机理
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