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国家自然科学基金(51179128): 作品数：23 被引量：97H指数：6; 相关作者：蒋明镜戴永生申志福张伏光孙渝刚更多>>; 相关机构：同济大学中国空间技术研究院香港城市大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家杰出青年科学基金国家教育部博士点基金更多>>; 相关领域：建筑科学理学天文地球水利工程更多>>

月壤水平开挖试验离散元数值分析: 研究土体与开挖设备间的相互作用对于优化开挖设备设计,进而减小开挖阻力和能量消耗有重要意义。首先,通过引入月壤模型到离散元商业软件中模拟地面环境下休止角试验,并与TJ-1模拟月壤室内试验进行对比,确定了一组能够用于模拟机械...; 奚邦禄蒋明镜戴永生申志福; 关键词：月壤离散单元法阻尼; 文献传递

竖向荷载对月球车行驶性能影响的离散元分析被引量：3: 2015年; 技术的发展使得月球车原材料强度更高、质量更轻,而复杂的探测任务要求月球车携带的探测设备越来越多。为了平衡月球车承受的荷重,防止月球车车轮因承受荷载不当导致在月面打滑、下陷以致不能正常行驶,有必要研究月面环境下竖向荷载对月球车行驶性能的影响。针对真实月壤内摩擦角较大、有粘聚力的特点,采用笔者提出的一种考虑粒间抗转动作用与粒间范德华力两个因素的月壤散粒体力学接触模型,模拟月面环境下三种竖向荷载P作用下月球车刚性驱动轮与月壤的相互作用问题。其中,当竖向荷载为400/6 N时,车轮打滑,因此,文中主要对竖向荷载为1 000/6 N和1 350/6 N两种情况进行对比分析。研究结果表明:月面环境下,滑转率随竖向荷载的增加呈下降趋势,月球车因为轮上荷载过小,导致滑转下陷过大而失去行走能力的风险更高。沉陷量也随竖向荷载的增加而减小,月面环境下荷载过小会使月壤的可通过性变差。月面环境下牵引效率随竖向荷载增大而升高但都保持在较低水平。; 蒋明镜戴永生申志福; 关键词：月壤离散单元法月球车

地基承载力尺寸效应离散元分析被引量：6: 2015年; 采用离散元软件PFC2D模拟4种宽度的载荷试验,并结合前人试验结果,研究地基尺寸效应的一般规律,探讨尺寸效应产生的原因.结果表明:承载力系数随基础宽度的增大而减小,减小量随基础宽度的增大而降低.p-s曲线的最大曲率(即拐点的曲率)随基础宽度的增大而减小,曲线总体形态逐渐趋于平滑.净砂在离散元模拟中,它的强度包线为一条直线.随着应力水平的提高,土颗粒的峰值内摩擦角基本不变,但是地基极限承载力依然存在尺寸效应,这说明强度包线的非线性并不是尺寸效应产生的根本原因.; 蒋明镜李磊孙超; 关键词：地基承载力承载力系数尺寸效应

基于微观力学的胶结岩土材料破损规律离散元模拟被引量：9: 2013年; 采用离散元法(DEM)研究胶结岩土材料在不同加载条件下的结构破损规律。首先,基于微观力学理论,考虑胶结岩土材料颗粒间胶结特性,给出表征结构性损伤的破损参数式。该式具有微观物理意义,但不能直接用于建立宏观本构模型。其次,采用二维离散元源程序NS2D模拟等向压缩、等应力比压缩以及双轴压缩试验,分析破损参数在不同加载条件下随宏观力学变量(体积应变和剪应变)的演变规律。最后,根据模拟结果提出破损参数数学表达式,其为大主应变的函数。研究结果表明:胶结强度、应力比以及围压均在一定程度上影响了数值试样的结构破损规律。在等向压缩和等应力比压缩试验中,容易用函数式描述数值试样破损参数随体积应变或偏应变的演变规律;而在双轴压缩条件下,由于数值试样有剪胀特性,破损参数随体积应变的演变规律则不易描述。建议的破损参数数学表达式能够较好地描述数值试样在不同加载条件下结构破损规律。; 蒋明镜孙渝刚张伏光; 关键词：本构模型离散元法

考虑尺寸效应的平板载荷试验离散元数值模拟: 本文旨在通过离散单元法分析尺寸效应对平板载荷试验结果的影响及其产生的原因。考虑到边界效应和粒径效应的影响,选取了四种不同尺寸的平板,采用离散单元法商业软件模拟了平板载荷试验过程。给出了不同尺寸的平板作用下地基破坏时土体中...; 蒋明镜孙超陈贺吴晓峰; 关键词：离散单元法尺寸效应地基承载力; 文献传递

TJ-1模拟月壤承载特性的现场试验研究被引量：5: 2013年; 采用TJ-1模拟月壤作为试验材料,通过静力触探、静载荷试验的对比分析,探讨适合月壤承载力计算的经验公式,以期为未来载人登月时宇航员和着陆器登陆可能涉及到有关月面承载能力的问题提供必要的参考。首先,使用近255 t TJ-1模拟月壤人工制备出13 m×12 m×1.2 m试验用地基,后在试验地基均匀布置6个静力触探测点和2个静载荷试验测点进行测试。针对太沙基承载力计算半经验公式以及规范和国内外学者提出的12个适合中密实砂土静力触探承载力计算的经验公式,对试验结果进行探讨。发现直接运用太沙基提出的半经验公式计算月壤承载力结果明显偏小,而由联合试验小组提出的经验公式s[R]36 P 76.6能够用来近似计算月壤地基承载力。计算结果表明,该经验公式在计算承载力时能够与静载荷试验值较好的吻合。; 蒋明镜戴永生张熇王闯吴晓峰; 关键词：着陆器静力触探月壤 TJ-1模拟月壤地基承载力

TJ-1模拟月壤承载特性物理模型试验研究被引量：2: 2016年; 借助现代土力学试验技术研究月壤工程特性,是解决月球上岩土工程问题的一个可行方法.室内载荷物理模型试验是研究土体承载特性的重要方法.本研究自行设计加工了一套可以实现加载速率控制的加载装置,采用试验材料为Tongji-1(简称TJ-1)模拟月壤,对4种不同尺寸的圆盘载荷板进行加载速率控制条件下的载荷模型试验,同时测定了基底土压力分布.试验结果表明:在相同载荷板条件下,TJ-1模拟月壤的地基极限承载力和变形模量随加载速率的增加而增加;在相同加载速率条件下,TJ-1模拟月壤的地基极限承载力和变形模量随载荷板尺寸增加而增加;加载时基底中心土压力最大.; 蒋明镜奚邦禄孙德安王闯; 关键词：TJ-1模拟月壤载荷试验

模拟月壤微观结构形态的定量化研究新方法: 2015年; 针对土体的微观结构测试设备价格较高、操作相对复杂以及传统的微观结构测试主要针对单一粒组进行的缺陷,以同济一号(简称TJ-1)模拟月壤为例,介绍了一种可测定由不同粒组组成的砂样微观结构参数(如长短轴比例、粗糙度)的新方法.通过电镜扫描获取TJ-1模拟月壤不同粒组颗粒的高倍清晰照片,利用AutoCAD和MATLAB软件获取各粒组的微观结构参数.采用离散元数值试验,近似确定TJ-1模拟月壤中各粒组颗粒所受接触力占所有颗粒接触力的权重,并与各粒组形态参数的平均值相结合,采用加权平均,最终获取TJ-1模拟月壤形态参数的代表值.; 蒋明镜奚邦禄李立青戴永生; 关键词：离散单元法 TJ-1模拟月壤粗糙度

沉积角对净砂宏微观力学特性影响的离散元分析被引量：3: 2016年; 由颗粒定向排列导致的初始各向异性对净砂力学特性影响明显。为探究这一影响,首先采用自编的离散元软件生成4种不同沉积方向的椭圆颗粒净砂样,并分别对4种试样进行双轴压缩试验;其次,通过将离散元模拟结算与室内试验结果对比以验证该方法的可行性;最后,通过分析模拟结果研究沉积方向所产生的影响。结果表明:4种试样均出现应变软化及剪胀现象;随着沉积角δ的增加,试样具有由应变软化逐渐向应变硬化发展的趋势,试样的剪胀性逐渐减弱;在δ=0°时试样取得最大峰值内摩擦角和最大残余内摩擦角,且随着δ的增大试样的峰值内摩擦角先降低然后基本不变,残余内摩擦角逐渐减小;颗粒排列初始优势方向基本与沉积方向平行,但随着轴向应变的增大,颗粒排列优势方向逐渐向平行于加载面方向旋转,接触点的优势方向由最初垂直于沉积方向逐渐向垂直于加载面方向旋转,且这两种旋转的改变幅度随着沉积角δ的增大而增大;而强接触力的优势方向始终垂直于试样的加载面。; 蒋明镜陈添刘静德付昌陈双林刘鹏; 关键词：离散元方法各向异性

低重力环境下静力触探贯入机理离散元分析被引量：4: 2014年; 采用离散元法对月面及地面跨度范围内重力场环境(1/6g,1/2,1g)下静力触探机理进行了分析,以弄清地面试验与月面试验的区别。模拟结果表明:1同一相对贯入深度处,重力加速度越小,贯入阻力越小,归一化贯入阻力越大;2土体变形形式由隆起变形向竖向压缩变形的转化深度随重力加速度的增加而减小;3同一相对贯入深度处,随重力加速度的增加,特征点的竖向隆起位移减小,竖向压缩位移增大,对应土体颗粒的侧向位移也越大;4重力加速度越小,相同相对位置处土体的加卸载现象越明显;5重力加速度越大对应相同相对贯入深度处的土体破坏范围愈大。; 蒋明镜戴永生王新新; 关键词：离散元法静力触探试验贯入阻力

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