抛石基床振动夯实离散元数值模拟分析

针对高频液压振动夯实抛石基床密实机理与施工参数优化问题,基于振夯试验条件及结果,建立合理的颗粒离散元模型。分析夯沉量、基床孔隙比和竖向应力,并分析不同激振力和振动频率作用下的基床振动响应影响规律。结果表明:1)夯沉量在初始阶段急剧增大,随后逐渐趋于平缓。振夯作用下抛石基床竖向应力沿深度基本呈线性变化。2)最大激振力为150 kPa时,基床浅层达到较好的振动密实效果。而对于基床深层块石,激振力越大振动密实效果越好,即最大激振力为200 kPa效果较好。3)对于基床不同深度处的块石,振动频率25 Hz达到较好的振动密实效果。

粒料固有各向异性的离散元模拟与细观分析

粒料在摊铺后形成的颗粒定向排列将导致其力学性质的固有各向异性.依据粒料的实际不规则形状,构建了可模拟粒间咬合嵌挤作用的三维离散元复杂形状颗粒;生成了5种不同沉积方向的各向异性试件和1种各向同性试件,对比了各试件在三轴压缩试验中的宏观力学特性差异;引入组构张量以量化各向异性程度,利用玫瑰图表达接触法向与接触力的分布特征,探究了粒料各向异性的细观发展规律.结果表明:颗粒长轴愈趋向水平排布,峰值应力比愈大,剪缩与剪胀程度愈明显;相较于各向同性试件,沉积角θ为0?时,峰值应力比和最大体积压缩应变分别提高了12.6%和18.8%,其原因在于加载过程中颗粒旋转和滑动百分比更小,内部调整时间更短、更易被剪密;固有各向异性对颗粒法向接触力分布的影响不大,但显著影响接触法向分布特征;剪切过程中,θ为90?时的接触法向各向异性系数先快速减小后逐渐增大,而θ为0?到60?时则呈现出增大后稍有回落或趋于稳定的趋势,且θ愈小的试件各向异性系数增大愈快.

爆炸排淤法“石舌”形成过程的数值模拟

利用离散元法,对爆炸排淤的“石舌”形成过程进行了模拟和动画显示,并对模拟结果进行了分析。

含抗转能力散粒体的宏微观力学特性数值分析

颗粒间抗转因素对散粒体宏微观特性的影响十分显著。本文采用离散单元法,将蒋明镜(2005年)等提出的抗转动接触模型植入离散元分析软件PFC2D中,模拟了大量刚性边界下的砂土双轴试验,研究了压缩过程中试样的宏观力学性质及部分微观参量的变化情况,用以定性分析颗粒间抗转作用对散粒体的宏微观力学特性的影响。研究表明:颗粒间的抗转作用对散粒体的宏微观特性影响显著。宏观上,抗转系数越大,试样的强度及剪胀越明显,抗转系数达到一定值时松砂试样亦会出现软化及剪胀现象,内摩擦角随抗转系数的增加而增大;微观上,同一围压下,抗转系数越大,砂土颗粒平均接触数即配位数稳定值越小,接触点方向性越明显。

结构性黄土双轴压缩试验的离散元数值仿真分析

通过建立胶结强度与初始含水率之间的关系将含水率引入胶结接触模型,并将其应用于饱和重塑土和不同含水率结构性黄土离散元试样的常规双轴试验数值模拟中。结果表明:结构性黄土离散元试样双轴试验的宏观力学行为与天然结构性黄土室内三轴试验结果相似。即围压越低,含水率越低,则试样越容易表现出应变软化和剪胀;反之则试样越容易表现为应变硬化和剪缩。该宏观力学行为与试样粒间胶结破坏密切相关。即围压越低,含水率越低,则试样固结过程产生的胶结破坏越少,后续胶结破坏对试样宏观力学行为影响较大,试样越容易表现出应变软化和剪胀。

颗粒离散元法中阻尼系数、刚度系数和时步的选取方法

为解决颗粒离散元法(Distinct Element Method,DEM)中阻尼系数等参数选取困难的问题,对岩体工程中的DEM与颗粒DEM进行区分,着重讨论颗粒DEM中阻尼系数、刚度系数和时步等参数的选取方法.这些计算参数的合理选取对保证模拟的真实性具有重要意义.

粒状体直剪试验的数值模拟与微观考察

用离散单元法模拟了粒状体的直剪试验。基于数值模拟结果 ,提出了修正剪胀试样与剪切盒内壁间的摩擦对剪切强度影响的方法 ,估算了直剪试验试样的整体应变 ,并探讨了剪切面上宏观应力

卵石地层浅埋暗挖地铁隧道施工工法研究

以成都地铁1号线工程天府广场北侧暗挖试验段为例,采用颗粒流数值分析方法,根据现场量测数据,对砂卵石地层浅埋暗挖地铁隧道进行了施工工法研究。研究认为:在卵石土层中,采用台阶法施工引起的地表沉降量略大于CD法,应加强对支护结构变形的监测。考虑到CD法施工工序复杂,施工扰动比台阶法大,而且卵石地层在未扰动条件下的自稳性较好,因此应优先考虑台阶法施工。

散粒体道床离散单元法分析

:探讨散粒体道床新的数值分析方法——离散单元法 ,建立道床离散单元模型 ,计算散粒体道床在不同加载情况下道床的应力 。

水下抛石基床高频振动致密机制

为使水下抛石基床得到更为充分的密实效果,采用高频液压振动锤对水下抛石基床进行振动致密是一种新工法,通过颗粒离散元方法,研究了水下抛石基床在高频振动过程中的致密机制以及振动频率、激振力、抛石体颗粒级配对高频振动致密效果的影响。其结果表明:对水下抛石基床采用高频振动致密工艺能取得较好的密实效果,振动结束后,基床整体孔隙比明显减小;高频振动致密的效果受到振动频率、激振力和抛石体颗粒级配等因素的影响。

基于颗粒离散单元法的获取任意相对密实度下级配颗粒堆积体的数值方法

土体的密实程度对土体的工程性质影响很大。获得给定相对密实度下的初始颗粒堆积体,是利用离散单元法进行土体细观力学分析的重要前提。基于离散单元法,首先获得颗粒在自重作用下稳定后的最松散堆积体。其次提出采用减小压实过程中颗粒间摩擦系数的拟振动压实法来模拟现实中的振动压实作用,并验证了其可行性。当压实过程中颗粒间摩擦系数为0时获得最密实堆积体。研究了拟振动压实过程中颗粒间摩擦系数与压实稳定后的堆积体孔隙率的关系。最后根据该关系可估算出获得任意给定相对密实度堆积体所需的压实过程中颗粒间的摩擦系数。研究结果表明:颗粒的配位数与粒径近似满足指数关系;通过减小压实过程中颗粒间的摩擦系数能较好的模拟振动压实效果;压实过程中颗粒间的摩擦系数与堆积体孔隙率满足负指数关系;该方法可获得任意相对密实度下的颗粒堆积体,可以为土体细观力学的数值模拟提供初始颗粒堆积结构。

存在填隙幂律流体时圆球间切向作用的近似解

在Reynolds润滑理论的基础上 ,导出了存在填隙幂律流体时 ,两刚性圆球有相对切向运动时流体压力的近似方程 ,并进一步求得了圆球所受阻力以及阻力矩的近似积分表达式 ,给出了问题的数值解。结果发现幂流体的幂指数、颗粒间最小间隙以及颗粒的大小都是流体压力和颗粒间切向阻力的重要因素。与Goldman等人的牛顿流体下圆球平行于平面缓慢运动时圆球所受阻力以及阻力矩的渐近解作的比较表明 ,本文的数值解优于渐近解。

双滑移转动率模型对椭圆散粒体的适用性

首先基于椭圆颗粒接触点的运动关系推导出新的平均纯转动率(APR)表达式,并将其引入到已有的描述圆形散粒体流动特性的双滑移转动率模型(DSR2模型)中;而后采用改进的NS2D离散元程序对长短轴比例分别为1.4和1.7的椭圆颗粒堆积体进行一系列不排水单剪试验,验证以椭圆颗粒为基础的离散元方法模拟砂土流动特性的可行性及DSR2模型的合理性。数值试验及已有成果表明,以椭圆颗粒为基础的NS2D程序能够模拟砂土的流动特性,对圆形和椭圆形颗粒体系,DSR2模型均能很好地预测运动模型中转动率参量的变化情况;APR是联系连续介质力学和离散介质力学的重要参数,它将二者有机结合成一个整体。

用颗粒离散元法模拟料仓卸料过程

采用颗粒离散元法模拟了无粘软颗粒和粘连性硬颗粒在平底仓卸料全过程，并与已完成的无粘硬颗粒结果比较。发现颗粒的材料模量对卸料特性影响甚小，而颗粒表面粘连性对卸料流率有显著的迟滞作用。在大出口情况，结拱不易形成，并出现颗粒自由下落现象。

岩石切削加工动态行为的离散元模拟

岩石切削加工时必须考虑其离散性。利用颗粒流程序对两种不同成份的岩石样本建立了离散元模型,通过改变岩石内部颗粒大小和形状从而获得了各个样本的最佳理论强度值,用离散元方法对两种不同岩石样本分别进行了压缩试验和四点抗弯试验数值模拟;监控整个切削加工过程中刀具受到的法向力和切向力,通过改变刀具切削角、切削速度及切深等参量研究了加工过程中岩石的动态行为。

岩石类脆性材料的离散元建模方法研究

通过单轴压缩、拉伸及双轴压缩模拟试验,分析了岩石脆性材料离散单元法建模过程中各个参数的关系.模拟试验表明:通过建立杨氏模量E及泊松比v与颗粒接触刚度的关系可以反向确定接触刚度值;法向接触刚度与法向连接强度的比值对岩石离散单元模型分析的影响很小;法向与切向连接强度的比值影响裂纹的破坏方式;围压的大小控制双轴试验时裂纹的类型.基于此,建立了此类了材料基于现象的宏观参数与其微观参数之间的联系规律.

基于离散单元法的石材制品物理性能颗粒流模拟

利用离散单元法对5种不同成分的岩石样本进行了参数化建模,通过反复改变颗粒接触弹性模量、平行连接法向及切向强度、颗粒法向及切向接触刚度比、平行连接法向及切向刚度比等物理参数,分别对岩石进行了双轴压缩试验、拉伸试验及四点抗弯试验,得到了与自然石材相近的弹性模量、抗压强度、抗拉强度及抗弯强度等物理性能指标,为研究石材的力学行为提供了依据.

用离散单元法分析单剪试验中粒状体的剪切机理(英文)

用铝棒堆积体作为二维粒状体的模型材料进行单剪试验 ,然后对其用离散单元法进行数值模拟 ,对于宏观应力应变关系 ,两者结果基本吻合。基于数据模拟结果 ,对粒状体的剪切机理 ,例如滑动面上粒子接点角的分布及变化规律 ,进行了微观分析。