土颗粒材料中的复杂网络结构演化分析

复杂网络分析方法可应用于土颗粒材料在加载过程中的结构演化分析以及搭建土颗粒材料的微细观与宏观尺度上力学参数之间的联系。主要叙述了我们近十年来采用复杂网络方法分析土颗粒材料的结构演化以及细观参数与宏观力学特性之间的相互关系方面的研究成果。首先介绍了复杂网络中的基本概念(平均度、聚类系数、平均路径长度、力圈);然后分析了双轴条件下的土颗粒材料的细观结构演化以及土坡失稳启动与滑动过程的接触网络参数变化规律;再者分析了考虑颗粒形状、中主应力系数、循环加载路径复杂加载条件下的土颗粒材料的细观结构演化规律;最后,把接触网络的细观结构参数与宏观力学特性相关联,建立了状态参数与平均度、细观结构参数与动强度、平均度和最短路径长度与修正剑桥模型的屈服函数、平均度与基础垂直压力之间的关系,并基于最大流修改了统一硬化模型中参数的取值。

高坝泄洪雾化研究进展及雾化雨对边坡的稳定影响分析

泄洪雾化是复杂的水力学问题,由于其造成的影响严重,一直都是研究的热点问题。随着研究的进展,也涌现出很多成果。对泄洪雾化研究历程、泄洪雾化机理、雾化影响、防护措施及未来研究方向等进行了简单总结介绍,并结合现有的研究成果对火谷边坡进行稳定性分析,最后提出将被动治理转化为主动预防的新思路,并提出了工程防护与生态保护相结合的构想和建议。

无黏性土坡滑动过程与接触网络演化分析

基于离散元法建立边坡模型,将颗粒间的黏结强度降低为零来模拟边坡的滑动过程。通过记录不同时间步下边坡的破坏形态,从复杂网络的视角分别对边坡坡顶、坡中和坡脚的平均度、平均最短路径和网络密度进行了分析。结果表明:靠近边坡表面的颗粒沿着斜坡向下运动,且越靠近坡面的颗粒位移变化越大;失稳后的斜坡通过初始边坡的中点,形成新的稳定边坡的坡面倾角略小于初始边坡双轴压缩试验得到的峰值应力内摩擦角;在初始滑动阶段坡顶、坡中和坡脚颗粒的平均度均减小,接触网络结构的稳定性减弱,初始阶段边坡的抗剪强度降低,很容易发生失稳变形;随着时间步的增加,坡顶颗粒的平均最短路径减小,坡脚颗粒的平均最短路径增大,坡顶颗粒比坡脚颗粒更容易进行信息交流;随着时间步的增加,坡顶的接触网络变得越来越稠密,坡脚的接触网络变得越来越稀疏,这是滑坡发生后坡脚处土体变得松散的原因。