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贺洁: 作品数：14 被引量：51H指数：6; 供职机构：同济大学土木工程学院地下建筑与工程系更多>>; 发文基金：国家杰出青年科学基金国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>; 相关领域：建筑科学天文地球交通运输工程更多>>

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三维离散元单轴试验模拟甲烷水合物宏观三轴强度特性被引量：5: 2014年; 填充型水合物的砂性能源土试样可视为特殊的散粒体材料,即砂粒和水合物颗粒混合物,具有明显的非连续特征。为研究填充型水合物的能源土力学特性,初步探索了甲烷水合物在不同温度、反压条件下加荷模式的离散元模拟方法。离散元模拟中,将水合物块体视为由大量颗粒通过强胶结作用凝聚而成的整体,室内试验中的内部孔隙水压作用转化为水合物颗粒间的胶结力,故需要合理确定颗粒间胶结模型参数来实现反压的影响作用。通过参数反演建立了宏观强度、刚度参数与平行胶结模型的微观胶结参数间的宏、微观关系,基于已有室内甲烷水合物三轴试验资料,确定了给定温度和反压条件下的微观胶结参数取值,随后进行离散元单轴压缩试验。离散元单轴压缩试验模拟获得的水合物强度特性,与室内三轴试验结果符合较好;通过建立的宏、微观参数间的关系,实现了不同温度、反压下的水合物加荷模式的模拟。为进一步提出深海能源土离散元数值试验成样方法——孔隙填充水合物生成技术,形成含填充型水合物的能源土试样,研究其力学和变形特性奠定基础。; 蒋明镜贺洁; 关键词：甲烷水合物离散单元法参数反演单轴压缩试验三轴压缩试验

孔隙填充型能源土的宏微观力学特性真三轴试验离散元分析被引量：6: 2016年; 天然气水合物沉积物因其作为绿色新型能源且具有广阔的开发前景而备受全球瞩目。水合物在水合物沉积物(俗称能源土试样)中有不同的赋存型式,如孔隙填充型和胶结型等。针对孔隙填充型水合物的赋存形态,生成特定饱和度的能源土试样。开展了同一π平面上不同中主应力系数(b=0、0.25、0.50、0.75、1.00)的真三轴排水试验的三维离散元模拟,将微观参数接触组构及剪切滑移率的演化规律与材料的宏观力学响应相结合,分析了中主应力对孔隙填充型能源土的宏微观力学响应的影响。结果表明:强接触处组构张量的大、中、小主值随b的变化规律与大、中、小主应力及大、中、小主应变随b的变化规律表现出良好的相关性。三向应力状态下的破坏强度接近Lade-Duncan破坏准则。能源土试样剪切滑移率随着中主应力系数的增大而增大;当处于三轴拉伸状态时,试样的剪切滑移率最大。; 贺洁蒋明镜; 关键词：中主应力系数

基于颗粒抗转动模型的刚性挡墙被动土压力临界状态离散元分析被引量：3: 2015年; 简要介绍了颗粒抗转动模型,并将其引入离散元程序中,通过建立挡墙地基模型和合理选取模型参数,分别考虑了地基填土不同密实度和挡墙不同位移模式(被动T模式、RB模式、RT模式)情况下,刚性挡墙被动土压力随挡墙位移增长发展到达临界状态时,土压力系数hk随位移发展的变化规律及墙后填土剪切带的形成规律,并与其他学者的研究成果进行对比分析。研究结果表明,土压力系数hk随着挡墙位移增长的变化规律与填土的孔隙比(或相对密实度)和挡墙的位移模式紧密相关。随着孔隙比的减小或相对密实度的增大,土压力系数hk会逐渐由位移硬化特性过渡为位移软化特性。尽管中密试样在双轴压缩试验中呈现出应变软化特性,而中密样的土压力系数hk随着挡墙平动位移的增长可能呈现出位移软化特性,也可能呈现位移硬化特性。随着刚性挡墙向墙后土体推移,试样中的剪应变随之增大,并会在墙后形成应变局部化,即剪切带的出现。与室内试验剪应变云图相似,离散元较好地模拟了土压力临界状态时剪切带分布规律。同时,墙后土体表面不再是光滑的平面,而是逐渐隆起的凹凸面;随着挡墙位移增长,土体表面隆起量越来越大,直至土体破坏。; 蒋明镜贺洁; 关键词：离散单元法被动土压力孔隙比位移模式

考虑水合物胶结厚度的深海能源土粒间胶结模型研究被引量：8: 2014年; 天然气水合物被公认是解决当前能源危机的潜在新型能源而备受关注。含水合物的海底土体称为深海能源土。水合物在能源土中有不同的赋存形式(如填充型水合物和胶结型水合物等),由于胶结型水合物对整体强度的贡献比其他存在形式更大,尤其是饱和度较低的情况。针对于胶结型水合物的赋存形式进行研究,水合物作为胶结物质存在于土颗粒之间,胶结厚度会在一定范围内变化。为真实地反映此现象,通过对能源土试样的电镜扫描图片整理分析,获得水合物饱和度与粒间胶结厚度的函数关系。基于前期已经完成的不同粒间胶结厚度下胶结力学特性的试验研究成果,为探究胶结厚度变化对能源土体宏观力学特性的影响,建立了考虑水合物胶结厚度的能源土粒间胶结模型,并介绍此模型中相关胶结参数及其确定方法。; 蒋明镜贺洁周雅萍; 关键词：水合物

挤密砂桩承载力计算方法探讨被引量：5: 2012年; 伴随着外海筑港,海上人工岛等工程建设向深水区的推进,地基加固的重要性越来越明显,很多情况下成为必不可少的施工手段。挤密砂桩这种地基处理方法在外海筑港及人工岛建设中具有非常明显的优势。目前由于国内工程界对挤密砂桩承载力计算的认识和掌握的不够透彻,使其在国内的应用受到了极大的制约。为研究挤密砂桩的承载特性,根据国内外相关资料,总结挤密砂桩承载力的计算方法,并以上海洋山深水港区挤密砂桩复合地基为例对计算方法进行验证,对比承载力的各种计算方法,为类似工程设计提供参考。; 袁聚云贺洁马险峰; 关键词：挤密砂桩承载力计算复合地基

不同开采方法下深海能源土离散元模拟被引量：3: 2015年; 天然气水合物以胶结及孔隙填充等形式存在于深海能源土中,开采时因其分解会劣化地层力学特性进而引发海底事故,使得人们对能源土开采过程进行中力学特性的变化愈发重视。在前期室内试验的基础上,将一个温度-水压-力学二维微观胶结模型引入离散元商业软件PFC2D中,通过对排气、排水性较好的土体进行升温及降压法开采进行数值模拟,并将模拟结果与相同条件下的室内试验结果对比,验证了该胶结模型的适用性。进一步分析了颗粒接触分布与颗粒平均纯转动率(averaged pure rotation rate,APR)在水合物分解时的变化情况。升温分解过程中随温度升高,颗粒总接触分布各向异性程度增大;胶结接触逐渐减少并始终保持主方向为水平方向,无胶结接触增多并始终保持主方向为竖直方向;APR值逐渐增大且正负值分布逐渐趋于集中。降压分解过程中随反(水)压降低,颗粒总接触由各向同性分布逐渐发展为主方向为竖直方向的各向异性,APR值较小且分布均匀;恢复反压后,试样进一步破坏,颗粒总接触各向异性更加明显,APR值增大且正负值呈集中分布。; 蒋明镜付昌贺洁申志福朱方园; 关键词：水合物温度

基于离散元颗粒抗转模型的平移刚性挡墙被动土压力分析被引量：6: 2012年; 将颗粒抗转动模型引入离散元程序中,模拟了砂性填土刚性挡土墙平移过程中的被动土压力发展过程,对比分析了考虑和不考虑抗转两种情况下墙后土压力随位移的变化规律及墙后填土微观物理量的变化规律,揭示了颗粒抗转动能力对墙后土压力大小和分布的影响。研究结果表明,不管是否考虑颗粒抗转动作用,被动土压力沿墙深基本呈线性分布,且合力作用点维持在距墙底1/3墙高处,但考虑颗粒抗转动作用时总土压力随位移量增大的幅度更加明显,且模拟结果更接近Coulomb理论解。平均纯转动率的分析结果表明,挡墙平移时墙底处颗粒转动速度较大,该处能量消散较快;若考虑颗粒抗转动作用时,该处平均纯转动率值增加。; 蒋明镜贺洁刘芳; 关键词：离散单元法被动土压力

层状赋存含水合物沉积物的本构模型研究: 2022年; 推进天然气水合物资源开采是我国能源战略的重要任务。层状赋存形态的含水合物沉积物在目标开采储层中普遍存在,水合物开采引起的沉积物层扰动会直接诱发剪切变形影响储层的稳定性,严重制约水合物资源的安全开采。现有水合物沉积物的本构表征主要基于空间均匀分布、各向同性的材料特征假设,缺少考虑水合物沉积物的强非线性力学特性受层状赋存形态影响的本构表征方法,无法准确预测目标开采储层的应力-应变规律。本文采用均匀化理论,基于每层沉积物的弹塑性刚度矩阵构建层状形态代表体积单元的宏细观控制方程,建立了层状赋存含水合物沉积物的本构表征方法。代表体积单元内每层的沉积物模型参数可基于均质含水合物沉积物试样的三轴试验标定获取。通过将层状本构模型预测和层状沉积物三轴试验以及数值试验的应力-应变关系对比验证,本研究提出的层状本构模型可准确描述原位储层中层状赋存含水合沉积物的力学行为。; 周鸣亮贺洁; 关键词：本构模型均匀化理论

平移刚性挡墙被动土压力影响因素的离散元分析: 利用离散单元法对挡土墙墙背是否光滑、成层土及填土面上覆荷载三种情况下挡墙被动平移模式的土压力问题进行模拟.分析了三种情况下土压力随位移的变化规律及墙后填土微观参数的变化趋势,揭示了三种情况对墙后土压力大小和分布的影响.结...; 贺洁刘芳蒋明镜; 关键词：土压力离散单元法

甲烷水合物三维离散元模拟参数反演初探被引量：7: 2014年; 含填充型水合物的砂性能源土可视为特殊的散粒体材料(砂粒和水合物颗粒混合物),具有明显的非连续特征。在离散元中若采用团粒(胶结成团的颗粒组)模拟填充水合物颗粒则需合理确定团粒结构内颗粒间胶结模型参数。为此,基于前人的室内纯水合物三轴试验资料进行离散元建模与参数反演。结果表明,宜采用松散且颗粒间摩擦系数较小的试样模拟水合物块体,当颗粒间摩擦系数小于等于0.04时,可确保无胶结试样的内摩擦角小于室内试验获得的纯水合物内摩擦角。胶结刚度只需在较小范围变化即可反映相同温度不同围压条件下的弹性特性,且微观刚度参数与胶结强度参数的相互作用较小,可以假定二者相互独立。通过选取不同的微观胶结强度值进行不同围压下的三轴压缩试验,建立微观胶结强度参数与宏观参数(内摩擦角和黏聚力)之间的关系,从而确定与室内试验强度特性相符合的微观胶结强度值,实现甲烷水合物三轴试验离散元模拟;由体变规律可知,甲烷水合物在发生剪胀前均存在一个初始的体积收缩阶段,且剪胀特性随着围压的减小而呈现增强趋势。通过微观变量颗粒接触方向组构的分布图可知,随着轴向应变增大,颗粒间接触主方向朝竖直方向偏转,表现出明显的各向异性特性。随着轴向应变的增大,颗粒间胶结残余率变小,表明试样逐步破坏。; 蒋明镜贺洁申志福; 关键词：甲烷水合物离散单元法参数反演各向异性

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