国家自然科学基金(51379161)
- 作品数：12 被引量：106H指数：6
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- 等应力比加载路径下堆石料力学特性的细观数值分析被引量：2
- 2015年
- 堆石料的力学特性与应力路径相关,而常规三轴试验的应力路径与堆石坝工程填筑期坝体内的应力路径差别较大,因此本文采用考虑颗粒破碎效应的随机颗粒不连续变形分析(SGDD)方法进行等应力比加载路径下堆石料三轴试验的细观数值模拟,研究固结应力和加载应力比对堆石料强度和变形特性的影响.模拟结果表明:固结应力和加载应力比对堆石料的力学特性影响较大,随着固结应力的增加、加载应力比的减小,应力应变曲线由应变软化型向硬化型转化,试样也由低压剪胀向高压剪缩转变;p-q平面内的强度包络线具有明显的非线性;细观组构量的演化规律与堆石料的宏观力学特性密切相关.
- 马刚井向阳胡超常晓林周伟
- 关键词：堆石料应力路径细观数值模拟细观组构
- 岩土颗粒材料的非局部化失稳模式
- 通过对大量边坡失稳案例的分析,研究人员认为由地下水引起的静力液化可能是边坡失稳的隐含机制之一。如松砂在不排水剪切条件下可能发生静力液化,密实的颗粒集合体在特定的应变路径下也会出现相似的现象,即试样整体发生急剧的失稳,此时...
- 周伟马刚周海娟常晓林
- 关键词：失稳模式
- 文献传递
- 颗粒物质在等比例应变加载下的分散性失稳模式被引量：5
- 2015年
- 由地下水引起的静力液化可能是边坡失稳的隐含机制之一,松砂在不排水剪切条件下可能发生静力液化,密实的颗粒集合体在特定的应变路径下也会出现相似的现象,即试样整体发生急剧的失稳,应力状态尚处于峰值强度线以内。该种失稳模式称为分散性失稳,是为了强调失稳模式中没有出现应变局部化或者剪切带。采用连续-离散耦合分析方法,研究由不规则形状颗粒组成的密实集合体在等比例应变加载路径下的力学特性。根据Hill的材料失稳理论,当试样的应力增量d?和应变增量d?对应的2阶功d2W为负时,试样即发生不可逆的整体失稳破坏。以根据不同等比例应变路径得到p?q曲线为界,在p?q平面内将试样的应力状态分为剪缩区、剪胀-稳定区和剪胀-非稳定区,连接不同围压下试样发生分散性失稳时的应力状态形成失稳线发现,峰值强度线高于临界状态线,临界状态线高于失稳线。
- 马刚常晓林刘嘉英周伟
- 关键词：失稳模式
- 考虑抗剪强度参数空间变异性的边坡稳定性分析被引量：26
- 2016年
- 提出基于商业软件ABAQUS的边坡稳定分析的随机有限元法。采用Karhunen-Loeve级数展开方法建立土体抗剪强度参数的随机场模型,在强度折减有限元法的基础上模拟边坡失稳过程,并采用塑性屈服区贯通以及计算不收敛判据作为边坡失稳判据,利用python脚本文件分析最危险滑面分布规律。运用该方法研究土体内摩擦角和黏聚力的空间变异性对边坡稳定性的影响。研究结果表明:所提的边坡稳定分析的随机有限元法操作简单易于实现,能够从安全系数以及最危险滑面2个方面分析土体抗剪强度参数的空间变异性对边坡稳定性的影响;内摩擦角随机场中相关长度的改变对边坡的稳定性影响不明显;而黏聚力的空间变异性对边坡稳定性影响则相对更大,黏聚力随机场中水平与竖直相关长度的比值不同,边坡稳定性的变化规律不同。此外,内摩擦角与黏聚力的相关系数越大,失效概率越高,最危险滑面分布越广。
- 袁葳常晓林段寅程勇刚马刚
- 关键词：边坡稳定性强度折减有限元法随机有限元方法
- 细颗粒截断粒径对堆石体力学特性影响的数值模拟被引量：8
- 2017年
- 建立考虑颗粒破碎的随机散粒体的SGDD数值模型,进行堆石体细颗粒截断粒径的敏感性分析,对三组不同截断粒径的数值试样进行不同围压的常规三轴试验,分析截断粒径对堆石体力学特性的影响并研究其细观机理.研究结果表明,在保持相对密度一致的条件下,数值试样的强度参数和变形参数随截断粒径的变化而单调变化;在细观层面上,颗粒体的各向异性演化规律与截断粒径密切相关.颗粒的配位数、接触失效率随截断粒径的减小而减小.截断粒径越小的试样含有的无效颗粒数越多,从数值试样的宏观强度、变形结果来考察数值剪切试验的精度,在本文数值试样的加载条件下,截断粒径取15mm时,其对宏观强度和变形的影响是可接受的.
- 张宜周伟马刚袁葳常晓林
- 关键词：堆石体配位数各向异性
- 堰塞体形成全过程的连续离散耦合数值模拟被引量：3
- 2017年
- 地震是触发边坡失稳、滑动形成堰塞湖的重要因素,以云南鲁甸"8·03"地震引发红石岩滑坡为例,应用连续-离散耦合分析方法(FDEM),模拟了三维滑坡体从变形破坏至堆积形成堰塞体的全过程。采用双轴压缩数值试验率定各岩土层的FDEM模拟参数,以对应实际岩土体物理力学参数。建立了滑坡体和河谷的三维有限元模型,滑坡体部分采用较小的网格密度,并在实体有限单元之间插入无厚度界面单元模拟。随着滑坡体的失稳和滑动,失效界面单元不断增加,导致滑坡体由连续体向非连续体转换,并最终形成松散的堆积体。三维FDEM数值模拟表明,地震引发边坡岩体内部损伤和变形累积,结构面贯通,滑坡体高速下滑并伴随破坏、解体、撞击对岸、堆积河道、不断密实,形成堰塞体。最终形成的堆积体形态与现场情况比较接近。
- 王叶周伟马刚陈远常晓林
- 关键词：地震
- 堆石料缩尺方法的分形特性及缩尺效应研究被引量：28
- 2015年
- 采用6种不同缩尺方法将同一条现场级配曲线缩制成不同的数值模拟级配曲线,建立以不同粒径范围内颗粒数为测量数的分形模型,研究了颗粒级配分布的分形特性;基于颗粒流方法,生成与级配曲线相对应的6组数值试样进行双轴压缩试验,研究了缩尺方法对数值试样宏观力学特性及细观力学响应的影响;并讨论了颗粒级配分布的分形特性与数值试样力学特性之间的关系。结果表明：采用不同方法缩尺后数值试样的颗粒级配分布具有分形特性,分维数D为1.463~1.783;随着缩尺方法相似比尺M的增大,数值试样中细颗粒数量增多,粗细颗粒的充填关系得到改善,力学特性逐步提高;颗粒级配分布分维数D与数值试样力学特性指标之间存在较好的线性关系。
- 赵婷婷周伟常晓林马刚马幸
- 关键词：堆石体缩尺效应分形颗粒流
- 最小粒径截距对颗粒体数值模拟的影响被引量：5
- 2016年
- 基于颗粒流离散单元法,采用2种压实度控制标准,生成3种不同最小粒径的颗粒体试样,分别对其进行多组、多种数值试验,从而揭示颗粒体最小粒径与其宏观力学特性及细观力学响应的关系,并分析最小粒径对数值试验结果精度的影响。研究结果表明:颗粒集合体试样各力学参量与最小粒径呈单调关系,经推求可得出不同最小粒径截距对应的试样抗变形能力;配位数与最小粒径的对数呈较好的线性递增关系,从细观层面解释了最小粒径对试样密实度及强度特性的影响;采用相对密度控制以及选择较低的围压均能缩小由最小粒径引起的试验结果的差异。
- 马幸周伟马刚常晓林
- 关键词：双轴试验离散元
- 基于内聚力模型的高心墙堆石坝坝顶裂缝模拟及其成因分析被引量：6
- 2014年
- 将基于弹塑性断裂力学的内聚力模型引入有限元法,采用非线性界面单元,通过定义界面单元的法向和切向应力与张开和滑移变形之间的关系描述裂缝发生后的界面力学特性,模拟某高心墙堆石坝的坝顶裂缝。计算过程中考虑筑坝材料的流变和湿化变形。研究结果表明:基于内聚力模型的有限元法计算出的裂缝与实际情况比较吻合。采用该方法计算了蓄水期之后3年的坝顶裂缝,裂缝变化幅度微小,较为稳定,且并未深入心墙。在首次蓄水的过程中,上游堆石流变和湿化变形较大,上下游坝壳料沉降不均匀程度也较大,因此,坝体变形不协调导致坝顶出现纵向裂缝。
- 胡超周伟常晓林马刚郑华康
- 关键词：心墙堆石坝裂缝
- 动力荷载下散粒体的锚杆加固效应被引量：1
- 2016年
- 采用细观数值模拟方法研究动力荷载下散粒体的锚杆加固效应,采用随机散粒体不连续变形方法建立加锚散粒体的三维数值试样,对试样施加水平方向的动力荷载,分析散粒体材料在动力荷载条件下的宏观和细观力学特性.分别建立不同锚杆间距、颗粒粒径以及无锚杆的散粒体试样,研究其对动力荷载条件下的散粒体的力学性质影响.数值模拟结果表明:随机散粒体不连续变形方法可以研究动力荷载下散粒体的变形规律及加固效应;锚杆加固可以有效限制散粒体在动力情况下的变形,显著提高散粒体的整体性;与静力加载相同,由于锚杆的挤压使散粒体产生侧向压力,加强了颗粒间的接触作用力;锚杆长度相同的情况下,加锚密度越大,散粒体试样的抗震稳定性越好;当锚杆间距与散粒体平均粒径的比值小于2.35时,锚杆可以很好地提高散粒体结构的自稳能力而保持整体稳定.
- 周海娟周伟常晓林马刚胡超
- 关键词：散粒体动力荷载细观力学
