核级石墨PFC^(2D)模型的宏细观参数分析

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作者 陆忠晓 陈红鸟 +2 位作者 沈杰 许应杰 刘灯凯 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期290-298,共9页

颗粒流软件PFC能够很好地处理非连续介质力学的问题,模拟核级石墨的损伤和断裂过程具有独特的优势。在采用PFC^(2D)模拟核级石墨时,为了增加模拟的便捷性,实现了PFC^(2D)细观参数的快速标定。本文首先设计了四因素四水平的正交试验,分... 颗粒流软件PFC能够很好地处理非连续介质力学的问题,模拟核级石墨的损伤和断裂过程具有独特的优势。在采用PFC^(2D)模拟核级石墨时,为了增加模拟的便捷性,实现了PFC^(2D)细观参数的快速标定。本文首先设计了四因素四水平的正交试验,分析了核级石墨的宏观参数与PFC^(2D)的细观参数关系;然后基于建立的核级石墨宏细观参数的关系,采用PFC^(2D)模拟石墨IG11的三点弯曲试验,并从位移场变形、荷载-位移曲线和断裂参数三个方面验证其宏细观参数关系的正确性。结果表明,弹性模量E随平节理模量E_(c)的增加线性增加;抗拉强度σ_(t)随平节理抗拉强度σ_(b)的增加线性增加;泊松比ν随平节理刚度比k_(n)/k_(s)的增加先增大后减小;数值模拟的位移场变化和荷载-裂缝口张开位移P-CMOD曲线与试验结果较吻合,此外,断裂参数的最大误差不超过3.57%。 展开更多

关键词 核级石墨 PFC^(2D) 正交试验设计 宏细观参数关系

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基于离散元的复合岩体结构面宏细观参数响应特征

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作者 姜耀飞 李清波 +1 位作者 陈艳国 高平 《人民长江》 北大核心 2023年第10期214-220,共7页

在基于离散元的复合岩体结构面数值模拟中,细观参数校核是重中之重,而探讨宏细观参数之间的响应特征可为细观参数校核提供重要依据。分别利用粘结强度清除法和Smooth-joint模型建立复合平直结构面数值模型,深入分析了两种不同方法所建... 在基于离散元的复合岩体结构面数值模拟中,细观参数校核是重中之重,而探讨宏细观参数之间的响应特征可为细观参数校核提供重要依据。分别利用粘结强度清除法和Smooth-joint模型建立复合平直结构面数值模型,深入分析了两种不同方法所建立的结构面宏细观参数响应关系。研究结果表明:在基于粘结强度清除法的平直结构面模型中,峰值强度与细观颗粒摩擦系数值呈正相关;应用Smooth-joint模型模拟结构面时,细观基本摩擦系数(sj_fric)与结构面宏观基本摩擦角呈正相关且约等于其反正切值;细观法向刚度(sj_kn)和细观切向刚度(sj_ks)分别与结构面宏观的法向刚度和切向刚度呈正相关。最后结合拟合与试错法给出了新的参数校核模型,该模型具有准确和效率高的优点,可为结构面细观参数快速、高精度校核提供重要参考。 展开更多

关键词 结构面 宏细观参数 细观参数校核 离散元理论 复合岩体

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无黏结材料颗粒流模型的宏细观参数关系研究 被引量：18

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作者 颜敬 曾亚武 +1 位作者 高睿 杜欣 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第5期45-50,共6页

基于颗粒流(PFC2D/3D)模型的细观离散元方法是近些年来兴起的一种新的岩土数值计算方法,在岩土工程非连续介质领域中发挥着重要作用,但由于该类模型宏细观参数关系的复杂性,使其在实际工程应用中受到限制。在前人研究的基础上,以无黏结... 基于颗粒流(PFC2D/3D)模型的细观离散元方法是近些年来兴起的一种新的岩土数值计算方法,在岩土工程非连续介质领域中发挥着重要作用,但由于该类模型宏细观参数关系的复杂性,使其在实际工程应用中受到限制。在前人研究的基础上,以无黏结颗粒材料为例,采用4因素3水平正交试验方法设计了9类试样,并各自在3种侧压下进行双轴试验,以探求细观参数不同组合对介质宏观特性的影响,从而避免了控制变量法固定某些参数的局限,更加科学地分析了细观参量对宏观特性影响的敏感程度,并据此提出该类材料宏细观参数匹配的调整原则。最后利用人工神经网络实现了该类材料宏细观参数之间的互演计算,以供PFC模型在实际岩土工程计算时参考。 展开更多

关键词 颗粒流模型 正交试验 宏细观参数关系 神经网络算法 互演计算

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黏性土宏细观参数相关性研究 被引量：24

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作者 陈建峰 李辉利 周健 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2010年第2期304-309,共6页

运用颗粒流程序中的bond原理结合Mohr-Coulomb破坏准则对黏性土双轴试验进行了数值模拟,探讨了黏性土宏观强度指标与其对应的细观参数之间的关系。分析结果表明,黏性土内摩擦角与颗粒摩擦角呈线性关系,黏性土黏聚力-颗粒接触强度两者拟... 运用颗粒流程序中的bond原理结合Mohr-Coulomb破坏准则对黏性土双轴试验进行了数值模拟,探讨了黏性土宏观强度指标与其对应的细观参数之间的关系。分析结果表明,黏性土内摩擦角与颗粒摩擦角呈线性关系,黏性土黏聚力-颗粒接触强度两者拟合曲线的斜率与颗粒间摩擦系数呈幂函数关系,且两者的相关性都很好。通过该宏细观关系,得出上海第②层褐黄色粉质黏土细观参数,对其进行了双轴试验的颗粒流模拟,计算得到的应力应变曲线与实测结果一致。研究成果对于黏性土细观参数的取值及颗粒流模拟具有指导意义。 展开更多

关键词 颗粒流 黏性土 宏细观参数 相关性

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考虑滚动阻抗的线性接触模型离散元宏细观参数敏感性研究 被引量：2

5

作者 马少坤 黄骁 +2 位作者 韦榕宽 刘莹 段智博 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期104-110,共7页

为克服无黏性土的离散元研究中未考虑颗粒间抗转动作用的缺陷,基于抗转动线性接触模型开展一系列排水固结三轴压缩模拟试验,结合随机森林算法详细探讨抗转动线性接触模型中各细观参数(有效模量、刚度比、摩擦系数、抗转动系数)与试样的... 为克服无黏性土的离散元研究中未考虑颗粒间抗转动作用的缺陷,基于抗转动线性接触模型开展一系列排水固结三轴压缩模拟试验,结合随机森林算法详细探讨抗转动线性接触模型中各细观参数(有效模量、刚度比、摩擦系数、抗转动系数)与试样的宏观参数(初始弹性模量、泊松比、峰值强度)间的关系。结果表明:颗粒有效模量的提高会使试样的初始弹性模量提高而泊松比提高,权重值分别为0.69514和0.20157;刚度比的增加会使试样的初始弹性模量降低而泊松比提高,权重值分别为0.751和0.19364;抗转动系数与摩擦系数提高会显著提高试样的抗剪强度,权重值分别为0.56472和0.4275;抗转动系数对试样的剪胀性具有显著影响。 展开更多

关键词 离散元 抗转动作用 宏细观参数 敏感性分析

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土-结构接触界面的宏细观参数敏感性分析 被引量：1

6

作者 王桂萱 鞠碧玉 秦建敏 《扬州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期44-50,共7页

为了研究土-结构接触界面各种微观参数对宏观响应的影响,从土的细观结构出发,采用二维离散元法进行双轴剪切数值试验,对颗粒间摩擦因数、颗粒形状、孔隙比、法向应力以及刚度比等参数进行灵敏度分析,得出各种微观参数对宏观响应的影响,... 为了研究土-结构接触界面各种微观参数对宏观响应的影响,从土的细观结构出发,采用二维离散元法进行双轴剪切数值试验,对颗粒间摩擦因数、颗粒形状、孔隙比、法向应力以及刚度比等参数进行灵敏度分析,得出各种微观参数对宏观响应的影响,建立接触界面颗粒材料微宏观参数的跨尺度关联,揭示接触界面处的颗粒材料力学行为的细观机理.结果表明:摩擦因数、孔隙比、颗粒形状和法向应力对接触界面的峰值强度影响较大,刚度比对接触界面的峰值强度影响较小;摩擦因数、法向应力和刚度比对弹性模量影响显著,其中摩擦因数与内摩擦角近似成正比,且对土体的抗剪强度和剪胀性影响较大.组合圆弧颗粒比圆形颗粒更接近真实砂粒形状,模拟效果更好;其临界强度和临界孔隙比不受初始孔隙比的影响,且组合圆弧颗粒体的抗剪强度受法向应力影响,法向应力越大,颗粒体抗剪强度越大.研究结果为接触界面的材料优化、改性等提供理论参考. 展开更多

关键词 离散元法 颗粒材料 接触界面 宏细观参数

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基于PFC的岩石节理模型宏细观参数相关性研究 被引量：1

7

作者 王观群 张拥军 +2 位作者 王盛 宋宸 刘德金 《低温建筑技术》 2020年第10期107-111,共5页

以光滑节理模型为基本模型,以剪切试验作为宏观和细观参数测试方法,通过七因素三水平的正交试验设计,通过方差分析研究了细观参数对宏观参数的影响。结果表明粘聚力C主要由光滑节理摩擦系数控制,剪切模量Es主要受到光滑节理切向刚度的影... 以光滑节理模型为基本模型,以剪切试验作为宏观和细观参数测试方法,通过七因素三水平的正交试验设计,通过方差分析研究了细观参数对宏观参数的影响。结果表明粘聚力C主要由光滑节理摩擦系数控制,剪切模量Es主要受到光滑节理切向刚度的影响,光滑节理摩擦系数是内摩擦角φ的显著性影响因素;并根据方差分析结果,拟合了光滑节理模型宏细观参数的回归公式,为细观参数的标定提供了依据。 展开更多

关键词 颗粒流 光滑节理模型 正交试验 剪切试验 宏细观参数

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基于PFC的岩土体模拟试样宏细观参数对应关系研究 被引量：1

8

作者 张楚楚 顾圣东 王小龙 《路基工程》 2020年第6期47-53,共7页

针对PFC数值模拟结果与室内试验结果相互耦合过程中微观参数选取的盲目性问题,提出一种基于正交设计和灰关联分析的方法,选取PFC微观参数为自变量,弹性模量、泊松比、单轴抗压强度为因变量,进行单轴压缩试验,通过宏细观参数之间的关联序... 针对PFC数值模拟结果与室内试验结果相互耦合过程中微观参数选取的盲目性问题,提出一种基于正交设计和灰关联分析的方法,选取PFC微观参数为自变量,弹性模量、泊松比、单轴抗压强度为因变量,进行单轴压缩试验,通过宏细观参数之间的关联序,得出模拟试样宏观物理量的控制性影响因素。再对控制性因素进行单因素分析和拟合,获取明确的函数关系,以此指导PFC数值试验中的参数选取,达到减少“试错”工作量的目的。 展开更多

关键词 颗粒流 单轴压缩试验 正交设计 宏细观参数 灰关联分析

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岩块宏细观参数对垮落带岩体力学特性的影响

9

作者 林圆 唐建新 +4 位作者 袁芳 孔令锐 李成 王潇 鲁思佳 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期73-81,共9页

为研究岩块的宏细观参数对垮落带岩体力学特性的影响,采用现场试验方法对采空区岩芯试样进行侧限压缩试验;基于试验结果采用PFC3D数值模拟方法开展了工程尺度下垮落带压缩变形特性的数值模拟,分析了模型尺寸、岩块块度、碎胀系数和细观... 为研究岩块的宏细观参数对垮落带岩体力学特性的影响,采用现场试验方法对采空区岩芯试样进行侧限压缩试验;基于试验结果采用PFC3D数值模拟方法开展了工程尺度下垮落带压缩变形特性的数值模拟,分析了模型尺寸、岩块块度、碎胀系数和细观力学参数对垮落带岩体力学特性的影响;并采用量纲法分析得到了垮落带的线性应力应变本构关系。结果表明,岩芯试样加载曲线近似线性变化,试样应力应变曲线的斜率随岩芯总长度的增加而增大;垮落带的压缩量随模型径高比和碎胀系数的增大而增大,随岩块块度、有效模量的增大而减小,当模型直径与高度的比值大于3∶1后,模型尺寸对垮落带压缩变形特性影响显著减小;当岩块块度大于1.3m后,垮落带的压缩变形曲线由指数增加变为线性增加;碎胀系数低于2.0时,垮落带压缩变形曲线呈线性变化,高于2.0后,应力应变曲线呈指数变化,垮落带的孔隙压密特性逐渐增强。 展开更多

关键词 垮落带 宏细观参数 岩块块度 力学特性 量纲分析

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软土蠕变颗粒流宏细观参数特征及标定方法

10

作者 付旭 侯定贵 +2 位作者 李茜 王林台 刘晓立 《土工基础》 2023年第3期501-505,共5页

能否正确揭示宏细观力学参数间的关系及合理确定细观参数是颗粒流数值模拟的关键。通过PFC3D建立软土三轴压缩数值模型,采用正交试验设计对Burgers接触模型的宏细观参数之间的特征关系进行研究。结果表明:胡克弹簧刚度Ek、Em是影响软土... 能否正确揭示宏细观力学参数间的关系及合理确定细观参数是颗粒流数值模拟的关键。通过PFC3D建立软土三轴压缩数值模型,采用正交试验设计对Burgers接触模型的宏细观参数之间的特征关系进行研究。结果表明:胡克弹簧刚度Ek、Em是影响软土变形特性的显著性因素,主要控制割线变形模量E50;摩擦因数f和Em是影响软土强度特性的显著性因素,主要控制最大剪切强度qf,割线变形模量E50与胡克弹簧刚度Ek呈负相关关系,与胡克弹簧刚度Em呈正相关关系,最大剪切强度qf与胡克弹簧刚度Em呈负相关,与摩擦因子f呈正相关;建立了以宏观参数为因变量,细观参数为自变量的线性回归关系式,通过该关系式的反演结果,进行三轴压缩数值试验并获得宏观力学参数,与宏观试验数据结果相比误差小于10%。 展开更多

关键词 颗粒流 Burgers接触模型 正交试验 三轴压缩试验 宏细观参数

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基于细观组分实际分布的花岗岩宏细观参数关系 被引量：16

11

作者 徐金明 黄大勇 朱洪昌 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第A01期2635-2643,共9页

岩石通常由不同细观组分组成,细观组分的类型与相互作用决定了岩石的宏观力学性质。以北山花岗岩为例,使用室内试验视频和阈值分割技术确定细观组分的类别与位置,将细观组分颗粒和胶结物分别用圆盘和平行黏结来表征,细观力学性质使用颗... 岩石通常由不同细观组分组成,细观组分的类型与相互作用决定了岩石的宏观力学性质。以北山花岗岩为例,使用室内试验视频和阈值分割技术确定细观组分的类别与位置,将细观组分颗粒和胶结物分别用圆盘和平行黏结来表征,细观力学性质使用颗粒力学性质参数(弹性模量、刚度比、摩擦因数)和平行黏结力学性质参数(弹性模量、刚度比、法向强度均值、切向强度均值)7个指标来表征,宏观力学性质使用弹性模量、泊松比、峰值应力3个指标来表征,使用颗粒流代码、像素和颗粒循环技术,建立考虑细观组分实际分布的颗粒流模型,进行7因素、4水平的32次正交数值模拟试验,研究宏细观力学性质关系和细观力学性质参数的调整方法。结果表明,数字图像处理技术可以有效用于建立基于细观组分实际分布的颗粒流模型;宏观弹性模量–细观弹性模量、宏观泊松比–细观刚度比、宏观峰值应力–细观强度具有很好的对应关系;宏细观弹性模量、泊松比、刚度比有较好的相关关系。由于细观组分的实际分布与力学特点控制了岩石的变形破坏过程,研究成果对估计岩石细观力学参数、预测宏观力学性状具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 岩石力学 花岗岩 实际分布 颗粒流模型 宏细观参数关系

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非饱和土三维离散元计算中宏-细观参数关系探究 被引量：7

12

作者 蔡国庆 刘少鹏 +2 位作者 宋建正 许自立 赵成刚 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期110-115,共6页

提出了一种建立非饱和土体宏-细观参数之间关系的方法,来建立在不同孔隙比和含水率等初始条件下非饱和土在不同应力路径下的离散元计算模型;通过编制离散元程序,基于接触粘结模型,对现有的PFC3D(Particle Flow Code in three dimensions... 提出了一种建立非饱和土体宏-细观参数之间关系的方法,来建立在不同孔隙比和含水率等初始条件下非饱和土在不同应力路径下的离散元计算模型;通过编制离散元程序,基于接触粘结模型,对现有的PFC3D(Particle Flow Code in three dimensions)离散元程序进行改进,从而对在不同颗粒间粘结强度下的离散元试样进行一维固结的数值模拟试验来确定其结构屈服应力,并以结构屈服应力为桥梁建立颗粒间粘结强度随含水率变化的函数关系,最后建立能够反映真实非饱和土试样颗粒级配和在不同含水量下的离散元数值模型,为通过PFC3D等三维离散元软件研究非饱和土的基本力学特性提供思路. 展开更多

关键词 非饱和土 三维颗粒流数值模拟 宏细观参数 含水率 接触粘结模型

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高炉矿渣粉煤灰混合料的宏细观力学参数相关性分析 被引量：2

13

作者 刘香 吴成龙 +1 位作者 孙国栋 陈彬 《土木工程与管理学报》 北大核心 2015年第2期1-7,共7页

在三维颗粒流离散元理论及已有试验数据的基础上,通过设置大量不同的数值样本,利用PFC3D对高炉矿渣粉煤灰混合料的室内大型直剪试验进行数值仿真。基于此,对混合料的宏细观力学参数进行相关性分析,进而标定混合料的细观参数。结果表明... 在三维颗粒流离散元理论及已有试验数据的基础上,通过设置大量不同的数值样本,利用PFC3D对高炉矿渣粉煤灰混合料的室内大型直剪试验进行数值仿真。基于此,对混合料的宏细观力学参数进行相关性分析,进而标定混合料的细观参数。结果表明：颗粒摩擦系数影响较小但不宜忽略,对粘聚力影响较大的范围一般介于0.3~1.5之间;刚度比与强度比对混合料的宏观力学响应会产生较大影响,分析认为宜将刚度比控制在0.4~2范围内,而强度比宜为0.4~4之间比较有效。半径因子对剪应力峰值及初始弹性模量所产生的影响具有同步性,并且随着半径因子的增大而增大,而强度参数中的内摩擦角与粘聚力随半径因子的增大呈相反趋势变化。最后,将数值模拟结果与室内试验进行对比分析,标定了混合料的细观参数,分析表明,数值计算的结果与室内试验结果基本吻合。 展开更多

关键词 大型直剪试验 三维颗粒流离散元 宏细观参数 敏感性分析

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基于宏细观参数相关联的上海软土损伤变量研究 被引量：2

14

作者 陈驰 孙红 葛修润 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1048-1054,共7页

基于上海软黏土的CT实时三轴试验结果,研究软黏土的细观损伤发展的规律,探寻宏观力学参量、细观参数和损伤变量之间的关系,寻找以细观参数为基础确定损伤变量和损伤变量门槛值的方法。研究表明,CT数均值及剪应力比η与土体的损伤演化存... 基于上海软黏土的CT实时三轴试验结果,研究软黏土的细观损伤发展的规律,探寻宏观力学参量、细观参数和损伤变量之间的关系,寻找以细观参数为基础确定损伤变量和损伤变量门槛值的方法。研究表明,CT数均值及剪应力比η与土体的损伤演化存在内在联系。提出以CT数均值为基础的损伤变量及参数的确定方法,建立损伤变量与剪应力比的线性关系式,进而建立弹性损伤模型。最后,采用此模型对试验资料进行模拟,模拟结果与试验值相一致。 展开更多

关键词 土力学 软土 宏细观参数 损伤变量 剪应力比 相关性

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基于中心组合设计的颗粒流平直节理模型宏−细观参数相关性研究 被引量：6

15

作者 张权 饶秋华 +1 位作者 沈晴晴 李卓 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期779-789,共11页

基于控制变量法,研究细观参数对宏观力学参数的影响规律,确定细观参数取值范围;采用适合多因素、多水平的中心组合设计方法及多元回归分析,建立岩石类材料PFC^(2D)平直节理模型的宏−细观参数关系式,并计算得到不同岩石PFC^(2D)细观参数... 基于控制变量法,研究细观参数对宏观力学参数的影响规律,确定细观参数取值范围;采用适合多因素、多水平的中心组合设计方法及多元回归分析,建立岩石类材料PFC^(2D)平直节理模型的宏−细观参数关系式,并计算得到不同岩石PFC^(2D)细观参数;采用计算得到的细观参数通过PFC^(2D)模拟分析单、双轴压缩下完整岩石试件的应力−应变曲线和单轴压缩下含多裂纹的岩石试件断裂轨迹,并通过开展相应的试验进行验证。研究结果表明:应力−应变曲线和断裂轨迹模拟分析结果与试验结果较吻合,从而验证了基于中心组合设计法建立的PFC^(2D)宏−细观参数关系式的合理性和有效性。该中心组合设计方法可推广应用于PFC^(2D)其他模型和其他脆性材料的细观参数确定,为定量分析多裂纹多场耦合断裂的细观机理提供依据。 展开更多

关键词 颗粒流 平直节理模型 宏−细观参数关系式 中心组合设计 岩石

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黏性土宏-细观参数关系的PFC2D模拟研究 被引量：2

16

作者 徐松 《中国水运》 2017年第8期74-76,共3页

选取合理的细观参数是开展PFC2D数值模拟的前提条件,因此开展黏性土宏观-细观参数关系研究具有重要意义。本文利用数值双轴试验模拟室内平面应力应变试验研究黏性土抗剪强度指标c和ψ与细观参数颗粒摩擦系数μ、颗粒切向接触强度τ_c ... 选取合理的细观参数是开展PFC2D数值模拟的前提条件,因此开展黏性土宏观-细观参数关系研究具有重要意义。本文利用数值双轴试验模拟室内平面应力应变试验研究黏性土抗剪强度指标c和ψ与细观参数颗粒摩擦系数μ、颗粒切向接触强度τ_c 、颗粒接触强度比n_b/s_b等定性、定量关系。研究结果表明:采用数值双轴试验研究黏性土宏-细观参数关系是可行的;黏性土内摩擦角主要取决于颗粒摩擦系数,颗粒切向黏结强度和颗粒接触强度比是影响黏性土粘聚力的最主要因素。 展开更多

关键词 PFC2D 黏性土 双轴试验 宏-细观参数

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基于PFC2d的平行粘结模型宏-细观参数标定研究 被引量：1

17

作者 汪洋 孟祥林 +1 位作者 高进 郭治岳 《四川建筑》 2022年第6期137-140,共4页

基于PFC2d离散元软件中的平行黏结模型,选取emod、krat、pb_emod、pb_krat、pb_ten、pb_coh、pb_fa和fric 8个细观参数和弹性模量、泊松比、内摩擦角和粘聚力4个宏观参数,建立考虑了原状土、取土和制作土样不同储存条件的单轴压缩试验... 基于PFC2d离散元软件中的平行黏结模型,选取emod、krat、pb_emod、pb_krat、pb_ten、pb_coh、pb_fa和fric 8个细观参数和弹性模量、泊松比、内摩擦角和粘聚力4个宏观参数,建立考虑了原状土、取土和制作土样不同储存条件的单轴压缩试验和双轴压缩试验进行数值模拟,得到结论:确定了以“p-q”法和“σ_(1)-σ_(3)”法计算得到的抗剪强度参数取平均即为最终抗剪强度参数;选取N=16的设计矩阵开展PB设计试验,得到弹性模量的显著因素为pb_emod、emod和pb_krat,泊松比为pb_krat、krat和pb_emod,粘聚力为pb_ten和pb_coh,内摩擦角为fric和pb_fa;确定了细观参数的标定流程并采用该流程对龙泉山围岩进行参数标定,基于应力应变曲线、横向-轴向应变曲线计算了宏观参数,验证了参数标定流程的可行性,可为准确、高效地进行参数标定提供参考。 展开更多

关键词 数值模拟 离散元 平行黏结模型 单轴试验 双轴试验 宏-细观参数标定

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边坡软弱夹层宏-细观参数率定关系研究

18

作者 阎飞 梁兵 孟轲荆 《矿产与地质》 2021年第2期351-359,364,共10页

目前对边坡软弱夹层的研究多为宏观尺度上的工作,而在细观机理及参数演化方面少有涉及或缺乏定量化认识。为此基于均匀设计的思想,利用颗粒流软件PFC,通过平行黏结条件下的初步模拟、优化模拟,分自然休止角、无侧限抗压强度、直剪试验... 目前对边坡软弱夹层的研究多为宏观尺度上的工作,而在细观机理及参数演化方面少有涉及或缺乏定量化认识。为此基于均匀设计的思想,利用颗粒流软件PFC,通过平行黏结条件下的初步模拟、优化模拟,分自然休止角、无侧限抗压强度、直剪试验三种模式,对边坡软弱夹层的宏细观参数率定关系进行了研究,并依据模拟中出现的演化现象,划分破坏模式,进而得到细观参数率定建议。结果表明,自然休止角与细观参数摩擦系数关系密切,宏观参数弹性模量主要受控于孔隙率和平行黏结切向刚度,无侧限抗压强度主要受控于孔隙率和平行半径乘子,黏聚力主要受控于平行半径乘子、平行黏结切向刚度和平行黏结刚度比,摩擦角主要受控于颗粒本身的刚度比。所得结果可以为类似的数值仿真和相似研究项目的开展提供参考。 展开更多

关键词 边坡 软弱夹层 宏-细观参数 率定关系 均匀设计 颗粒流

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基于球面对称设计的离散元细观参数定量确定方法 被引量：5

19

作者 彭霞 饶秋华 +1 位作者 李卓 张杰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2801-2812,共12页

采用球面对称设计法,通过宏观参数范围确定细观参数取值范围,得到多因素球面对称设计试验表,利用试验模拟计算结果和多元回归分析,建立岩石材料颗粒流PFC2D(particle flow code 2D)的宏-细观参数关系式。采用基于宏-细观参数关系式计算... 采用球面对称设计法,通过宏观参数范围确定细观参数取值范围,得到多因素球面对称设计试验表,利用试验模拟计算结果和多元回归分析,建立岩石材料颗粒流PFC2D(particle flow code 2D)的宏-细观参数关系式。采用基于宏-细观参数关系式计算得到的PFC2D细观参数,进行单轴压缩下完整岩石的应力-应变曲线和宏观力学参数、含多裂纹岩石试件断裂轨迹的模拟计算。研究结果表明:岩石的应力-应变曲线、宏观力学参数、断裂轨迹的计算结果与试验结果较吻合,从而验证了该宏-细观参数关系式的有效性;采用球面对称设计建立PFC2D宏-细观参数关系式的方法可推广应用于其他脆性材料,可为PFC定量分析复杂荷载条件下的材料细观破坏机理提供参考依据。 展开更多

关键词 宏-细观参数关系式 颗粒流 球面对称设计法 平行黏结模型 岩石

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基于抗转模型的颗粒材料宏-细观关系研究 被引量：5

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作者 王一伟 刘润 +1 位作者 孙若晗 许泽伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期945-956,968,共13页

接触模型的宏-细观参数标定是成功使用离散元方法的关键。在离散元的接触模型中线性接触模型与抗转线性接触模型均可用于模拟砂性土的力学行为,其中抗转线性接触模型在模拟密砂的剪胀性方面具备优势。采用抗转线性接触模型对室内密实砂... 接触模型的宏-细观参数标定是成功使用离散元方法的关键。在离散元的接触模型中线性接触模型与抗转线性接触模型均可用于模拟砂性土的力学行为,其中抗转线性接触模型在模拟密砂的剪胀性方面具备优势。采用抗转线性接触模型对室内密实砂土三轴试验进行了离散元模拟,验证了抗转线性接触模型的可靠性;进而系统分析了颗粒间摩擦系数、刚度比和抗转动系数等细观参数与砂土峰值内摩擦角、残余内摩擦角、峰值剪胀角等宏观参数的相关关系并进行了验证;揭示了偏应力作用下,细观参数对密实砂土试样内部剪切带宽度与倾角变化的影响规律,提出了考虑剪胀角的剪切带倾角经验公式。通过研究建立了抗转线性接触模型宏-细观参数的量化关系并给出了标定参数的具体流程图,提出了快速标定宏观参数的方法并应用实例进行了验证,为采用抗转线性接触模型精准模拟密实砂土的力学特性提供依据。 展开更多

关键词 密实砂土 离散元模拟 抗转模型 宏-细观参数 剪切带 剪胀角

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