分层介质中桩端刺入的室内模型试验及颗粒流数值模拟 被引量：20

1

作者 周健 李魁星 +1 位作者 郭建军 张姣 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期375-381,共7页

利用自行设计的可视化模型试验装置,进行分层介质中桩端刺入的宏细观试验,研究上覆软弱夹层对桩端刺入过程中桩端砂土变形的影响。试验表明,分层介质中桩端刺入存在端阻临界埋深,侧阻渐变趋势不同使得分层介质中达到极限端阻所需刺入深... 利用自行设计的可视化模型试验装置,进行分层介质中桩端刺入的宏细观试验,研究上覆软弱夹层对桩端刺入过程中桩端砂土变形的影响。试验表明,分层介质中桩端刺入存在端阻临界埋深,侧阻渐变趋势不同使得分层介质中达到极限端阻所需刺入深度小于纯砂介质。分层介质在细观上表现出桩端颗粒定向性的不同的演化规律。利用开发的三维非圆颗粒模块,对分层介质中桩端刺入的室内试验进行颗粒流数值模拟,数值模拟结果与室内试验具有良好的一致性。研究成果为进一步揭示桩刺入过程中桩端砂土的宏细观演化机制打下基础。 展开更多

关键词 桩基工程 桩端刺入 分层介质 纯砂 模型试验 颗粒流数值模拟 宏细观机制

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砂土中单桩静载室内模型试验及颗粒流数值模拟 被引量：19

2

作者 周健 郭建军 +1 位作者 张昭 贾敏才 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1763-1768,共6页

通过自行设计的可视化模型箱,进行了单桩静载室内模型试验,考虑了不同桩径、不同土体密实度等影响因素,研究了单桩的沉降模式、桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状及随沉降的发展模式,并通过拍摄跟踪和图像处理技术,研究了桩端和桩周土体... 通过自行设计的可视化模型箱,进行了单桩静载室内模型试验,考虑了不同桩径、不同土体密实度等影响因素,研究了单桩的沉降模式、桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状及随沉降的发展模式,并通过拍摄跟踪和图像处理技术,研究了桩端和桩周土体的孔隙率的变化规律;对二维颗粒流程序进行开发,模拟了单桩静载过程中桩端阻力和桩周土体孔隙率的变化情况。结果表明,颗粒流数值模拟能够较好地模拟单桩静载过程,研究成果进一步揭示了单桩静载过程的宏细观机制。 展开更多

关键词 单桩 静载 模型试验 颗粒流数值模拟 桩端阻力

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上拔荷载作用下扩展基础的颗粒流数值模拟 被引量：20

3

作者 刘文白 周健 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期69-76,共8页

对砂土地基上承受上拔荷载作用的扩展基础进行颗粒流数值模拟,并与物理模型试验结果进行了对比。应用PFC2D程序,用细观力学的方法研究上拔荷载作用下砂土的颗粒结构分布、颗粒速度的变化。通过对剪切带颗粒速度的考察,分析颗粒间的咬合... 对砂土地基上承受上拔荷载作用的扩展基础进行颗粒流数值模拟,并与物理模型试验结果进行了对比。应用PFC2D程序,用细观力学的方法研究上拔荷载作用下砂土的颗粒结构分布、颗粒速度的变化。通过对剪切带颗粒速度的考察,分析颗粒间的咬合摩擦和滑动摩擦,判定出土中滑裂破坏面的位置。数值模拟分析了上拔荷载-基础位移曲线。通过实验室模型试验和现场原型试验,测得土中滑裂破坏体为曲面锥台与圆柱的组合体,其破裂面与颗粒流数值模拟的结果符合良好,并分析了荷载-位移关系。细观力学数值模拟的土中滑裂破坏面和荷载-位移关系能反映物理实物试验的宏观力学特性。 展开更多

关键词 颗粒流数值模拟 扩展基础 砂土 上拔荷载 荷载-位移

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颗粒流数值模拟在月壤岩土问题研究中的应用概况 被引量：2

4

作者 林呈祥 凌道盛 钟世英 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1679-1691,共13页

总结颗粒流数值模拟在月壤岩土问题研究中的应用,取得的主要成果:考虑粒间作用力及低重力的影响对月壤颗粒接触力学模型进行修正;确定模型的细观参数及其对宏观力学性质的影响;利用"Clump"命令生成颗粒簇对月壤/模拟月壤的颗... 总结颗粒流数值模拟在月壤岩土问题研究中的应用,取得的主要成果:考虑粒间作用力及低重力的影响对月壤颗粒接触力学模型进行修正;确定模型的细观参数及其对宏观力学性质的影响;利用"Clump"命令生成颗粒簇对月壤/模拟月壤的颗粒形状进行模拟;进行月壤基本力学性质的模拟研究及其与地面土壤的对比研究;分析月面低重力场对月壤-车轮相互作用机理及牵引性能的影响;进行月壤基本岩土工程问题的模拟仿真及数值耦合分析.随着计算机技术的发展,选择合适的颗粒接触模型,考虑月壤颗粒的实际形状和低重力场等的影响,耦合其他数值模拟方法实现多尺度模拟分析是今后对月壤岩土问题进行颗粒流数值模拟研究的主要方向,也是技术难点所在. 展开更多

关键词 月壤 颗粒形状 月壤岩土问题 离散元法 颗粒流数值模拟 接触模型 月面车辆力学

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CFS夯扩桩复合地基作用机理的颗粒流数值模拟初探

5

作者 叶洪东 邝利军 +1 位作者 韩利民 乔兰 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期56-58,共3页

对竖向载荷作用下的CFS夯扩桩-土作用机理进行颗粒流数值模拟研究。应用PFC2D程序模拟了夯扩桩—土相互作用过程。通过对加载过程中土的颗粒位移图、量测圈的考察,分析夯扩桩复合地基在不同荷载作用下的土体颗粒位移变化及土体孔隙度的... 对竖向载荷作用下的CFS夯扩桩-土作用机理进行颗粒流数值模拟研究。应用PFC2D程序模拟了夯扩桩—土相互作用过程。通过对加载过程中土的颗粒位移图、量测圈的考察,分析夯扩桩复合地基在不同荷载作用下的土体颗粒位移变化及土体孔隙度的变化规律,探讨桩-土相互作用土的细观力学特征和宏观力学行为之间的相互联系。同时,数值试验观测到的结果可为物理模型试验提供指导作用。 展开更多

关键词 夯扩桩 复合地基 桩土作用机理 颗粒流数值模拟 竖向荷载

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基于离散元理论的静压沉桩过程颗粒流数值模拟 被引量：24

6

作者 叶建忠 周健 韩冰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A01期3058-3064,共7页

通过对二维颗粒流程序进行二次开发,对静压沉桩过程进行模拟。模拟结果揭示了桩端、桩周土体在桩土相互作用过程中各自所扮演的角色,从细观层面解释沉桩过程,将沉桩过程中桩体宏观力学行为表现与桩周土体受沉桩影响的细观结构变化联系起... 通过对二维颗粒流程序进行二次开发,对静压沉桩过程进行模拟。模拟结果揭示了桩端、桩周土体在桩土相互作用过程中各自所扮演的角色,从细观层面解释沉桩过程,将沉桩过程中桩体宏观力学行为表现与桩周土体受沉桩影响的细观结构变化联系起来,增进了对沉桩过程的深入理解和规律的揭示。主要结论如下:(1)不同桩端形式桩周颗粒位移表现不同;(2)端阻力随贯入过程均呈现似稳值现象;(3)桩–土宏观响应与土体细观参数变化之间存在紧密联系;(4)桩端接触面处颗粒以滚动为主,仅一小部分发生滑动;(5)端阻力与桩尖角度有一定联系。 展开更多

关键词 数值模拟 离散单元法 颗粒流数值模拟 静压桩 沉桩过程 大变形

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考虑不同成桩方式单桩特性的颗粒流数值模拟 被引量：11

7

作者 叶建忠 周健 韩冰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期894-900,共7页

采用基于离散单元法的颗粒流数值技术对砂土中(无黏聚力)设置就位后单桩在使用阶段的承载特性进行了数值模拟。对应工程中的挤土桩与非挤土桩,按照桩设置的不同方式研究并对比了静压沉桩方式与预埋式两种不同单桩在就位后的工作特性,对... 采用基于离散单元法的颗粒流数值技术对砂土中(无黏聚力)设置就位后单桩在使用阶段的承载特性进行了数值模拟。对应工程中的挤土桩与非挤土桩,按照桩设置的不同方式研究并对比了静压沉桩方式与预埋式两种不同单桩在就位后的工作特性,对两种成桩方式下桩–土–筏板的共同作用特性也略作了比较。分析中,克服传统的连续介质力学模型的宏观连续性假设,研究加载过程中桩体力学行为表现与桩周土体的细观结构参数反应的联系,增进了对桩基工程承载特性与土体渐进破坏演变过程的深入理解。此外,将模型试验与数值模拟结果作了对比分析,桩端荷载–位移曲线特征有较好的一致性。 展开更多

关键词 离散单元法 颗粒流数值模拟 静压桩 共同作用

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粗粒土渗透淤堵作用的颗粒流数值模拟 被引量：1

8

作者 李文涛 王常明 常高奇 《中国水运（下半月）》 2015年第7期82-83,87,共3页

松散堆积的粗粒土在渗流作用下会发生一定程度的淤堵,从而使自身的渗透性下降,文中运用PFC3D程序对粒径2~4mm的粗粒土进行渗透淤堵过程模拟,选取不添加淤堵颗粒及淤堵颗粒粒径分别取0.125~0.25mm、0.25~0.5mm、0.5~1mm四种情况,通过对... 松散堆积的粗粒土在渗流作用下会发生一定程度的淤堵,从而使自身的渗透性下降,文中运用PFC3D程序对粒径2~4mm的粗粒土进行渗透淤堵过程模拟,选取不添加淤堵颗粒及淤堵颗粒粒径分别取0.125~0.25mm、0.25~0.5mm、0.5~1mm四种情况,通过对土体整体渗透系数及分层渗透系数监测,分析渗透淤堵效果与淤堵颗粒粒径之间的关系以及各组淤堵颗粒在粗粒土体中的淤堵模式。 展开更多

关键词 淤堵 颗粒流数值模拟 淤堵模式

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颗粒流数值模拟分析技术应用于土力学的教学改革探析

9

作者 农珍珍 刘倩 高俊亮 《学园》 2024年第24期30-32,共3页

在新工科建设背景下,各大高校应及时引入先进的教学方法,改变传统单一的课堂讲授式教学模式。土力学是研究土体的渗流、强度及变形等特性的一门应用学科,土体的碎散性和土的三相组成特性使其在变形、强度等力学性质上都与连续固体介质... 在新工科建设背景下,各大高校应及时引入先进的教学方法,改变传统单一的课堂讲授式教学模式。土力学是研究土体的渗流、强度及变形等特性的一门应用学科,土体的碎散性和土的三相组成特性使其在变形、强度等力学性质上都与连续固体介质有着本质区别。颗粒流数值模拟分析技术在非连续介质力学问题研究方面应用广泛,将颗粒流数值模拟分析技术引入土力学学科教学中,分析土力学的学科特点及教学现状,探讨颗粒流数值模拟分析技术在土力学教学中的应用,以激发学生的学习兴趣,帮助学生深入理解土力学学科内容,提高学生的观察能力和实践能力。 展开更多

关键词 土力学 颗粒流数值模拟分析技术

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颗粒流(PFC5.0)数值模拟技术及应用 被引量：32

10

作者 石崇 张强 王盛年 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期36-36,共1页

版次:第一版出版时间:2018-08开本:小16开出版单位:中国建筑工业出版社标准书号:978-7-112【内容简介】本书是作者总结多年对颗粒流数值模拟技术的研究,著写完成的。本书具备专业性、实用性、可读性强的特点。全书主要内容包括:PFC5.0... 版次:第一版出版时间:2018-08开本:小16开出版单位:中国建筑工业出版社标准书号:978-7-112【内容简介】本书是作者总结多年对颗粒流数值模拟技术的研究,著写完成的。本书具备专业性、实用性、可读性强的特点。全书主要内容包括:PFC5.0的基本特点与界面操作,PFC5.0基本命令与模型构建技术,奔向颗粒流高级应用的桥梁:FISH语言,伺服机制及数值试验实现技术,接触模型与参数标定方法研究,复杂岩土细观特征识别与随机重构技术, 展开更多

关键词 颗粒流 颗粒流数值模拟 PFC5.0

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桩-土水平相互作用的颗粒流数值研究 被引量：10

11

作者 苏栋 李霞 李相菘 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2006年第1期42-47,共6页

对水平载荷作用下的桩-土相互作用问题进行颗粒流数值模拟和研究.应用PFC2D程序,模拟了直线单调、直线循环、十字和半圆形加载路径下桩-土相互作用过程.并通过对加载过程中土的细观物理量的考察,研究土的细观力学特征和桩-土相互作用宏... 对水平载荷作用下的桩-土相互作用问题进行颗粒流数值模拟和研究.应用PFC2D程序,模拟了直线单调、直线循环、十字和半圆形加载路径下桩-土相互作用过程.并通过对加载过程中土的细观物理量的考察,研究土的细观力学特征和桩-土相互作用宏观力学行为之间的相互联系.研究结果表明,垂直方向的预加载会引起土阻力的退化,产生“垂向加载效应”;而在非直线加载路径下,随着位移的增加,载荷的增量方向会逐渐偏离位移的增量方向,出现不共轴的现象.数值试验观测到的现象和机理可为物理模型试验的进行提供积极的指导作用. 展开更多

关键词 颗粒流数值模拟 桩-土相互作用 垂向加载效应 不共轴

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基于颗粒流方法的矿井突水溃沙模拟研究 被引量：4

12

作者 陆敬锋 浦海 陈家瑞 《煤炭技术》 北大核心 2017年第5期185-187,共3页

通过格子Boltzmann方法对裂隙岩体水沙两相流动规律进行理论分析,研究颗粒在裂隙中的运动规律,通过格子Boltzmann方法处理两相流的边界问题,建立了裂隙岩体水沙两相流动的格子Boltzmann模型。利用颗粒流软件数值模拟裂隙溃沙,分析了沙... 通过格子Boltzmann方法对裂隙岩体水沙两相流动规律进行理论分析,研究颗粒在裂隙中的运动规律,通过格子Boltzmann方法处理两相流的边界问题,建立了裂隙岩体水沙两相流动的格子Boltzmann模型。利用颗粒流软件数值模拟裂隙溃沙,分析了沙粒进入裂隙后裂隙宽度、裂隙倾角等因素对颗粒运动规律的影响。 展开更多

关键词 颗粒流数值模拟 格子BOLTZMANN方法 水沙两相流

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黏性土的颗粒数量对PFC2D数值模拟影响的研究

13

作者 刘姗姗 闫倩倩 《山西建筑》 2019年第6期56-57,共2页

利用PFC2D模拟了黏性土的单轴压缩试验,该试验中模型尺寸为100 mm×50 mm,通过改变模型颗粒半径而改变颗粒数量,经过试算,当颗粒数量大于约3 000时,其对数值模拟结果影响不大,此时颗粒半径为0. 5 mm～0. 8 mm。

关键词 颗粒流数值模拟 黏性土 单轴压缩试验

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单向循环荷载作用下开口管桩动力响应数值模拟 被引量：2

14

作者 刘俊伟 黄孝义 +2 位作者 韩金朋 赵彦平 李欣 《青岛理工大学学报》 CAS 2019年第6期8-15,共8页

海上风力发电机的基础承受着结构自重及风、波浪、水流等多种循环荷载,而风力发电机组运行对基础的承载力和变形有严格要求.针对近海风机开口管桩单桩基础,通过PFC2D数值模拟研究了水平单向循环荷载对单桩基础受力变形的影响.结果表明:... 海上风力发电机的基础承受着结构自重及风、波浪、水流等多种循环荷载,而风力发电机组运行对基础的承载力和变形有严格要求.针对近海风机开口管桩单桩基础,通过PFC2D数值模拟研究了水平单向循环荷载对单桩基础受力变形的影响.结果表明:水平单向循环荷载作用下,桩顶累积位移随着循环荷载谷值与峰值的比值ζc的增大前期增加速率较快,而后期较慢,但并未改变桩体转动中心的位置,约为0.85倍的桩体埋深;ζc值越大,桩基初期卸载刚度越大,但稳定后卸载刚度的终值相近,约为6.70 kN/mm;随ζc值的增大,桩顶主动区局部土体扰动程度增大,但影响范围大致相同,严重扰动区为2~3倍桩径;桩侧摩阻力降低幅度随ζc值增加而增大,且前期侧摩阻力降低速率增加,后期侧摩阻力均趋于稳定状态. 展开更多

关键词 开口管桩 单向循环荷载 颗粒流数值模拟 累积位移 桩侧摩阻力

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金沙江白格滑坡运动过程特征数值模拟与危险性预测研究 被引量：32

15

作者 周礼 范宣梅 +2 位作者 许强 杨帆 郭晨 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期1395-1404,共10页

2018年10月、11月于金沙江川藏交界处江达县波罗乡白格村先后发生两次体积约2400×10^4m^3和850×104m^3的滑坡,两次滑坡平均运动距离1400 m,堵塞金沙江形成堰塞湖。首次形成的堵江滑坡坝天然溃决,未造成人员伤亡;然而第2次滑... 2018年10月、11月于金沙江川藏交界处江达县波罗乡白格村先后发生两次体积约2400×10^4m^3和850×104m^3的滑坡,两次滑坡平均运动距离1400 m,堵塞金沙江形成堰塞湖。首次形成的堵江滑坡坝天然溃决,未造成人员伤亡;然而第2次滑坡堵塞第1次滑坡自然溃口,导致堰塞湖库容迅速增加到3. 85×10^8m^3。政府部门立即开展抢险工作,通过人工修建溢洪道的方法成功泄洪,极大程度上降低洪水风险。本文利用PFC^3D颗粒流软件模拟两次滑坡的发生、运动、堆积过程,并在反演结果的基础上对白格滑坡滑源区残留潜在不稳定部分未来失稳的运动路径和堆积范围进行预测,对其危险性进行科学评价。结果表明:(1)滑坡在重力作用下失稳,除了受初始势能的影响外,微地貌也是决定滑坡运动路径与距离的关键因素之一;(2) PFC^3D颗粒流数值模拟方法适用于类似于白格滑坡这类碎屑流类型的滑坡,两次滑坡反演得到的堆积厚度、堆积范围均与真实结果相近;(3)利用两次事件反演所得参数,可以预测若滑源区潜在不稳定部分同时失稳,则形成约70 m高的滑坡坝,可能再次堵塞金沙江。 展开更多

关键词 白格滑坡 滑坡-碎屑流 堰塞湖 颗粒流数值模拟 危险性预测

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花岗岩颗粒流模型循环压缩作用下能量特征分析 被引量：8

16

作者 龙恩林 陈俊智 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期95-100,共6页

为分析花岗岩颗粒流模型循环作用下的能量特征,基于花岗岩单轴压缩试验得到的应力应变曲线,完成了PFC3D数值试验的参数标定,探讨了不同循环次数下数值试件内部总能量、弹性应变能和耗散能的变化规律,建立了一定循环次数下耗散能随应力... 为分析花岗岩颗粒流模型循环作用下的能量特征,基于花岗岩单轴压缩试验得到的应力应变曲线,完成了PFC3D数值试验的参数标定,探讨了不同循环次数下数值试件内部总能量、弹性应变能和耗散能的变化规律,建立了一定循环次数下耗散能随应力变化的演化方程。研究结果表明:在数值试件加载至破坏过程中,这些能量参数以应力应变曲线峰值点为分界,峰前的总能量、弹性应变能和耗散能随应力呈非线性增长,总能量增长速率最快,弹性能次之,耗散能最慢;至峰值点附近时弹性应变能达到储能极限,增速降为0;峰后则表现为弹性应变能急剧释放,耗散能随裂纹发展而快速增加,能量急剧释放是导致岩石灾变破坏的主要原因。提出的基于材料阻尼理论的耗散能演化方程,计算结果和试验数据对比表明其可以较好地反映一定循环次数下耗散能随应力变化的特征。 展开更多

关键词 花岗岩 颗粒流数值模拟 单轴循环压缩 能量特征

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花岗岩颗粒流模型循环压缩作用下裂纹特征分析 被引量：5

17

作者 龙恩林 陈俊智 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期39-44,共6页

为了分析花岗岩颗粒流模型循环作用下的裂纹特征,基于花岗岩单轴压缩试验得到的应力应变曲线,完成了PFC^(3D)数值试验的参数标定,探讨了不同循环次数下数值试件内部裂纹数目、分布和角度的变化规律。研究结果表明:平行黏结模型能够正确... 为了分析花岗岩颗粒流模型循环作用下的裂纹特征,基于花岗岩单轴压缩试验得到的应力应变曲线,完成了PFC^(3D)数值试验的参数标定,探讨了不同循环次数下数值试件内部裂纹数目、分布和角度的变化规律。研究结果表明:平行黏结模型能够正确表达花岗岩的主要力学性质;在数值试验加载至破坏过程中,裂纹数目以应力应变曲线峰值点为分界,峰后阶段产生的裂纹数占总裂纹数的60%～90%;张剪裂纹最初产生于试件两端,随着加载进行,裂纹向着试件中部发展贯通,最终形成宏观剪切破坏带;剪切裂纹的角度分布方向明显,与轴向加载方向相同;张拉裂纹角度分布则在轴向加载方向和水平方向上略显集中。研究结果可为矿山安全回采矿柱提供依据。 展开更多

关键词 花岗岩 单轴循环压缩 颗粒流数值模拟 裂纹演化

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基于颗粒流理论的层状非均质介质等效渗透系数研究 被引量：3

18

作者 陈小茜 曾斌 +2 位作者 王春晖 郑束宁 彭丁茂 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期7-12,共6页

在评价由于渗流引起的滑坡、塌陷等地质灾害时,由于地层结构的复杂性,导致其渗透系数难以准确获取。文章根据达西定律,利用基于颗粒流理论的数值模拟方法,对地下水流线与层状非均质介质层面成任意角度的情景进行模拟,分别选择地下水流... 在评价由于渗流引起的滑坡、塌陷等地质灾害时,由于地层结构的复杂性,导致其渗透系数难以准确获取。文章根据达西定律,利用基于颗粒流理论的数值模拟方法,对地下水流线与层状非均质介质层面成任意角度的情景进行模拟,分别选择地下水流线斜交、垂直和平行层状非均质介质层面等三种工况,定量计算含水层的等效渗透系数,模拟得到的渗透系数和基于等效渗透理论的计算值基本吻合。结果表明:颗粒流模拟方法在求取复杂地质条件下的等效渗透系数时,具有更强的实用性,可为复杂地质条件下工程建设中因渗流导致的灾害等问题的研究提供理论依据和参考。 展开更多

关键词 等效渗透系数 颗粒流数值模拟 渗流 层状非均质介质

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单裂隙隧洞类岩模型力学特性的数值模拟 被引量：1

19

作者 杨治军 刘泾堂 +2 位作者 胡金鑫 邱成虎 洪铭 《土木工程与管理学报》 2022年第6期98-105,共8页

为了研究隧道围岩中裂隙分布形态对临空面岩体力学特性的影响,对不同裂隙长度、倾角和空间位置的类岩模型进行单轴压缩颗粒流数值模拟试验,并进行了不同试验工况的对比分析。结果表明:模型中裂隙长度与隧道拱顶围岩内部水平拉应力基本... 为了研究隧道围岩中裂隙分布形态对临空面岩体力学特性的影响,对不同裂隙长度、倾角和空间位置的类岩模型进行单轴压缩颗粒流数值模拟试验,并进行了不同试验工况的对比分析。结果表明:模型中裂隙长度与隧道拱顶围岩内部水平拉应力基本呈反比关系,并在拱圈附近一定范围处存在水平拉应力稳定区,进一步得出隧洞拱顶围岩中垂直应力随着隧道埋深的增大而增大,裂隙长度对其影响程度更大。而模型中裂隙倾角与隧道拱顶围岩内部拉应力、拱肩附近围岩内部压应力呈正比关系。此外,随着裂隙空间位置H增加,拱顶围岩内部拉应力与拱肩围岩内部压应力均出现先减小后增加的变化规律,并进一步得出围岩待加固区宽度(系统锚杆长度最小值)与裂隙长度、拱圈半径之间的相互关系式,可为隧道锚杆设计提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 单裂隙类岩试件 颗粒流数值模拟 应力规律 围岩加固

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冲击荷载下直墙拱隧道破坏机制研究

20

作者 常素玲 王在泉 +1 位作者 丛宇 陈凡秀 《实验力学》 北大核心 2025年第1期101-114,共14页

为探明冲击荷载作用下隧道的破坏机制,本文基于大尺寸直墙拱试样摆锤冲击试验,采用颗粒流数值软件(PFC^(3D))模拟直墙拱隧道冲击破坏过程,分析隧道周边裂纹、应力、速度时空演化细观力学行为,结果表明:(1)在频率为250 Hz的冲击荷载作用... 为探明冲击荷载作用下隧道的破坏机制,本文基于大尺寸直墙拱试样摆锤冲击试验,采用颗粒流数值软件(PFC^(3D))模拟直墙拱隧道冲击破坏过程,分析隧道周边裂纹、应力、速度时空演化细观力学行为,结果表明:(1)在频率为250 Hz的冲击荷载作用下,裂纹发育经历萌生期、激增期、缓增期3个阶段。裂纹数目增长率最快超过每秒10^(5)个。裂纹类型是以张拉为主的拉剪复合裂纹。(2)起裂应力大小受断面形状影响,不同位置应力响应规律不同,拱脚位置首先到达起裂应力,其次是拱肩。(3)裂纹发育阶段,直墙拱周围速度矢量历经“中心对称→上下对称→左右对称”变化过程,速度矢量大小以直墙拱为中心从“近大远小”向“近小远大”转变,裂纹出现在速度矢量变化较大处。本文研究成果可为深入理解隧道在冲击荷载作用下的破坏过程和机理提供参考。 展开更多

关键词 冲击荷载 直墙拱 细观力学 颗粒流数值模拟

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