董启朋
- 作品数：10 被引量：75H指数：5
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院重点部署项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学更多>>
- 砂土中开口管桩沉桩过程的颗粒流模拟研究被引量：25
- 2013年
- 基于颗粒流理论,采用PFC2D程序,模拟再现不同型号开口管桩在沉桩过程中土塞的形成演化规律、土颗粒细观结构变化以及桩周土应力场分布情况,并通过分析土体细观变化模式揭示沉桩过程中宏观力学响应的内在机制。计算结果表明,管桩直径对土塞效应影响很大,外径为30 mm的开口管桩,沉桩过程中土塞增量填充率(IFR)值较小,土塞效应明显,土塞高度小,类似闭口桩;随着管桩直径的增大,土塞效应迅速减小,大直径管桩在砂土中沉桩全部闭塞的可能性很小。细观因素(孔隙率和滑动比例)与土体宏观位移表现之间存在着明显的相互对应关系,并依此将桩周土划分3个区域。桩周土体水平应力、竖向应力和剪应力都在桩底附近形成"应力核",不同型号管桩桩周土应力场分布相近。
- 詹永祥姚海林董启朋贺东平
- 关键词：砂土开口管桩土塞效应颗粒流细观
- 羟基铝及其聚合物对蒙脱土力学特性影响的试验研究被引量：2
- 2013年
- 提出了一种原位处理膨胀土的新方法,利用羟基铝与蒙脱土发生反应而制成不同的改性试样,将改性后的蒙脱土在特定条件下养护一定的时间,通过X射线衍射分析、强度及膨胀性试验等手段探讨了羟基铝及其聚合物对蒙脱土力学性质的影响.结果表明:羟基铝与蒙脱土通过离子交换、包被、胶结成键等物理化学反应改变了土体的亲水性和强度特性;经羟基铝改性后,显著提高了蒙脱土的物理特性和强度指标,改善了其膨胀性,达到了非膨胀土的性能要求.
- 孙世永姚海林董启朋段建新
- 关键词：蒙脱土改性
- 松散体滑坡抗滑桩加固的土拱效应分析被引量：4
- 2013年
- 基于颗粒流理论,采用PFC^(2D)程序对抗滑桩加固的松散体滑坡成桩后的土拱形成、发展及破坏过程进行研究,分析细观因素(摩擦系数和孔隙率)对抗滑桩土拱效应的影响.结果表明:抗滑桩第1次产生的土拱效应承担极限承载力;土拱破坏后,后续产生的土拱效应承担残余承载力,残余承载力虽有波动但变化不大;桩间土拱的极限承载力、残余承载力和桩体最大荷载分担比随着抗滑桩的桩间净距离增大而减小,随着桩宽增加而增大,但其变化关系并非简单的线性关系;在一定范围内,摩擦系数对抗滑桩土拱效应的影响较大,土体摩擦系数越大,土拱效应越明显,土拱极限承载力越大,且桩体最大荷载分担比呈增长趋势;颗粒集合体的孔隙率对抗滑桩成拱的影响显著,密实度低的松散体的土拱极限承载力相当于密实度高的松散体的残余承载力.
- 詹永祥姚海林董启朋王家强贺东平
- 关键词：抗滑桩土拱效应颗粒流细观
- 土石混合体原位试验的颗粒流数值模拟分析被引量：5
- 2013年
- 基于颗粒流理论和PFC程序,解决了不规则碎石(clump)的生成、恒定法向荷载施加、剪切面的含石量等问题后,建立了土石混合体原位试验的颗粒流数值模型,对不同含石量、法向应力下土石混合体的直剪试验进行模拟,并与原位直剪试验的结果进行比较.结果表明:随着含石量增加,剪切应力及其峰值增大,剪切应力峰值对应的剪切位移减小;在低法向应力条件下,土石混合体表现为剪胀;在高法向应力下,土石混合体表现为先剪缩而后剪胀,并呈现出压剪破坏特征;剪切面附近分布的不规则碎石在剪切过程中出现挤压滑动与滚动,使得剪切破坏面出现凹凸,而且剪应力、法向位移、应变能随剪切位移增加而出现波动和平缓段;数值试验所得剪切应力峰值略高于其试验值,减小模型颗粒半径,可以有效降低计算的剪切应力峰值.
- 董启朋卢正詹永祥王家强
- 关键词：土石混合体细观力学颗粒流直剪试验
- 裂隙岩体温度-渗流耦合数值流形方法被引量：6
- 2013年
- 在建立岩体裂隙岩体温度-渗流耦合微分控制方程的基础上,基于裂隙网络渗流理论和数值流形理论,通过分析考虑裂隙作用的温度场和流形覆盖与裂隙网络的关系,以裂隙网络节点水头、覆盖温度函数为求解量,提出裂隙岩体温度-渗流耦合的数值流形方法。该方法利用数值流形理论中网格、覆盖及流形单元的关系,可以在同一数学网格下实现对温度-渗流耦合场的迭代求解。由于渗流裂隙网络必定会与材料边界相交,所以数学网格不受边界及裂隙限制,能够有效地避免常规方法中裂隙处网格划分问题,该方法特别适合于模拟裂隙岩体的耦合问题。运用该模型对部分算例进行了计算,验证了方法的正确性。
- 刘学伟刘泉声黄诗冰董启朋
- 关键词：岩石力学裂隙岩体
- 粗粒土三维细观组构与本构关系研究被引量：6
- 2014年
- 运用数学统计方法研究具有方向和大小的粗粒土组构、接触力、枝矢量等与粗粒土本构之间的多尺度关系。通过统计概率的方法进行分析含有一定项数单位向量的多项式接触方向概率分布密度函数(组构张量)和矩张量;运用最小二乘法来确定组构张量展开成3种不同形式多项式表达式系数,建立3种形式组构张量与已知数据统计表达式之间的联系,通过正交分解使展开式各项相互独立,构建粗粒土细观参数组构、接触力、枝矢量与粗粒土应力的表达式。对比钢珠三轴试验和数值计算的宏细观应力,二者结果基本一致,且二阶颗粒接触法向接触密度分布函数能较好描述颗粒接触组构。研究得到的粗粒土细观参数应力表达式为三维条件下粗粒土应力–接触力–组构数值模拟奠定理论基础。
- 董启朋姚海林卢正詹永祥
- 关键词：细观力学三轴试验
- 非饱和土路基毛细作用的数值与解析方法研究被引量：14
- 2013年
- 通过建立非饱和土毛细作用的孔隙分布的分形模型,推导获得了非饱和土毛细水的最大上升高度,同时基于Richards水分运动微分方程,引入边界及初始条件,基于Laplace变换,得到了毛细作用下非饱和土路基湿度变化的解析解;同时引入算例,将所提出的解析方法计算结果与未简化参数的数值计算结果进行了对比分析;最后考虑不同因素的影响进行了非饱和土路基毛细作用下的湿度变化分析。分析结果表明:解析求解获得的路基湿度变化趋势和未进行参数简化的数值法求解结果基本一致,证明解析解法是合理可信的;路基填筑的初始含水率越大,填土的初始吸力越小,毛细水上升的高度及湿度变化量也相应越小;透水性能较好的路基填土毛细水上升速度较快,但上升高度较小,毛细水可以在较短时间内上升到最大高度;路基的填土类型不同,路基在毛细作用下的湿度变化状态也不同,需要针对不同的填土路基进行相应的防排水措施。
- 刘杰姚海林卢正胡梦玲董启朋
- 关键词：RICHARDS方程毛细作用初始含水率
- 交通荷载作用下低路堤软土地基硬壳层应力扩散作用研究被引量：11
- 2015年
- 为了研究硬壳层对低路堤软土地基动力响应的影响,将软土地基上的道路系统模拟成路面-路基-硬壳层-软土地基4层结构。假设路面、路基、硬壳层都为单相弹性土体,而软土地基采用饱和多孔介质模拟,通过积分变换法对模型进行推导求解,分别建立了路面、路基、硬壳层和软土地基的动力刚度矩阵,并考虑路表车辆荷载条件、层间连续条件和饱和软基表面透水条件,最终集成了道路结构的整体动力刚度矩阵,获得了车辆荷载作用下低路堤软土地基的动力响应解答。在该基础上,利用快速傅里叶逆变换方法对动力响应进行数值求解,详细分析了硬壳层厚度、模量和泊松比对动应力扩散作用的影响。研究结果表明,软土地基表面的动力响应对硬壳层厚度和模量的变化十分敏感,硬壳层的存在大大地减弱了软基顶面的竖向动应力,并且增大了竖向动应力的分布范围,可见硬壳层对交通荷载引起的动力响应有明显的扩散作用。
- 王桦卢正姚海林胡智董启朋
- 关键词：低路堤硬壳层应力扩散傅里叶变换
- 羟基铝膨胀土改良剂的合成方法及其应用
- 本发明公开了一种羟基铝膨胀土改良剂的合成方法及其应用，涉及岩土工程技术。本羟基铝膨胀土改良剂的合成方法是：①在玻璃烧杯中配制浓度为1mol/L的AlCl<Sub>3</Sub>溶液，置于恒温磁力加热搅拌器上加热；②加热至...
- 姚海林孙世永卢正董启朋
- 文献传递
- 基于双胞元的颗粒材料应力-应变关系研究被引量：2
- 2014年
- 基于细观力学,建立颗粒材料的宏观应力-应变与接触力、接触位移、枝矢量等细观量之间的关系。用改进的Voronoi-Delaunay法对颗粒材料进行几何和物理上划分,得到改进Bagi双胞元体系;以固体胞元为基础,运用牛顿第二定律和Gauss定理提出含有旋转矢量和重力的颗粒材料平均等效应力,避免了颗粒材料的准静态假设;在孔隙胞元区域内利用变形协调条件推导出含有孔隙面矢量等几何变量的颗粒材料平均等效应变。结合文献的二维颗粒材料宏观试验结果验证了双胞元平均等效应力-应变的正确性;在三维情形下,对比双胞元等效应变和最优拟合应变结果,同样验证了基于双胞元的颗粒材料应力-应变关系,因此,该颗粒材料应力-应变关系可以为数值模拟颗粒材料力学行为提供依据。
- 董启朋姚海林卢正詹永祥
- 关键词：细观力学应力-应变关系
