南海钙质砂微观构造三维图像分析与表征

将侧限压缩试验与CT断层扫描技术相结合,获取钙质砂样本在压缩过程中的三维图像,采用自适应分水岭法对图像中颗粒进行分割,获取颗粒尺寸、形状(球度、凸度、棱角度等)和主轴方向等基本信息,对土样微观形态进行三维表征,并对颗粒形状与尺寸参数进行相关性分析;同时,基于膨胀算法获取颗粒间接触网络,并对受力过程中颗粒配位数及接触方向演变特性进行分析。研究结果表明:钙质砂颗粒形状和配位数与其尺寸存在明显相关性,本研究可为钙质砂本构模型开发与离散元数值模型验证提供参考。

波浪作用下海床液化-重固结移动边界分析模型及离心模型试验验证

改进了已有的移动边界分析模型,考虑了流体黏度和有限海床深度对波浪作用下海床液化-重固结行为的影响。采用层流Navier-Stokes方程替换原模型中的势流方程,从而合理描述液化/流态化海床和外部流体形成的黏性双层流体系统;同时,在控制方程中采用了有限深度海床的波致剪应力计算模型。通过与砂土和黏土中波浪–海床相互作用离心模型试验验证了该模型的有效性。结果表明液化海床尤其是砂土海床具有较大黏度,忽略流体黏度会高估液化/流态化海床表层的运动幅值;海床深度边界显著影响海床内部波致孔压分布规律,与以往无限深度海床计算结果存在较大区别。同时,该模型能够较好反映波浪作用下海床地基重固结后硬壳层的形成机制,以及海床地基内部孔压幅值放大效应。