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考虑长细比的岩土颗粒系统非稳态流动特征研究
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作者 黄雨 王艺谙 王宇杰 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-7,共7页
砂土等常见岩土颗粒系统在高速流动状态下具有显著的非稳态特征,其剪切速度分布与速度波动特征等均表现出显著的随机性。但目前颗粒系统细观特征对其宏观流动参数的影响尚不明确,针对岩土颗粒流动过程随机性特征参数的研究亟待加强。本... 砂土等常见岩土颗粒系统在高速流动状态下具有显著的非稳态特征,其剪切速度分布与速度波动特征等均表现出显著的随机性。但目前颗粒系统细观特征对其宏观流动参数的影响尚不明确,针对岩土颗粒流动过程随机性特征参数的研究亟待加强。本文通过离散元环剪单元实验模拟,捕捉不同形状颗粒系统高速剪切流动过程中的宏微观特征。研究结果表明:(1)颗粒形状对系统宏观剪应力有较为显著的影响。颗粒长细比越大,其残余剪应力越大;(2)颗粒系统速度波动的空间分布同时受到剪切速度与边界效应两方面的影响。剪切速度越大,速度波动越大。边界对于颗粒速度波动具有一定的约束效应;(3)颗粒形状对系统速度波动大小有显著影响。颗粒越细长,微观速度波动越小;(4)形状特征对颗粒系统细观接触特征有显著影响。颗粒越细长,其平均配位数越大,出现较大粒间接触力的概率越小。 展开更多
关键词 岩土颗粒 高速剪切 颗粒形状 DEM 非稳态
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高频振动下岩土颗粒材料动力行为及细观机理 被引量:1
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作者 孙思齐 肖军华 +4 位作者 刘志勇 张骁 薛立华 韦凯 王炳龙 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期835-844,共10页
针对高频振动条件下岩土颗粒材料动力响应放大的现象,采用离散元法开展了一系列动双轴数值试验,分析了不同荷载频率下岩土颗粒材料的动力行为及其细观特征.试验结果表明:对于模拟的岩土颗粒材料,在加载频率为30~40 Hz时的动力变形尤其明... 针对高频振动条件下岩土颗粒材料动力响应放大的现象,采用离散元法开展了一系列动双轴数值试验,分析了不同荷载频率下岩土颗粒材料的动力行为及其细观特征.试验结果表明:对于模拟的岩土颗粒材料,在加载频率为30~40 Hz时的动力变形尤其明显,加载过程中塑性变形快速发展,试件内部形成“八”字型剪切带,动刚度显著降低.提出了“竖向分布系数”描述试件内部的局部变形规律,并结合颗粒细观受力特征,探究了试件变形加剧和刚度弱化的细观机理.研究发现相较20 Hz和60 Hz工况,加载频率为40 Hz时试件中下部区域的局部动变形振动幅值明显增大,颗粒处于高度动力非平衡态,颗粒体系的排列结构和接触力剧烈调整,使得试件变形加剧、承载性能显著弱化. 展开更多
关键词 岩土颗粒材料 高频振动 离散元法 动力行为 细观机理
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基于复数傅里叶分析的岩土颗粒细观特征识别与随机重构方法 被引量:9
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作者 石崇 白金州 +1 位作者 于士彦 王伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2780-2786,共7页
岩土细观特征的识别与分析是岩土力学研究的重要内容。基于傅里叶变换原理,将任意岩土颗粒的二维轮廓变换为傅里叶描述符与相位进行分析,建立了基于复数傅里叶分析的细观特征表征与重构方法。通过两组不同颗粒的傅里叶细观特征统计,研... 岩土细观特征的识别与分析是岩土力学研究的重要内容。基于傅里叶变换原理,将任意岩土颗粒的二维轮廓变换为傅里叶描述符与相位进行分析,建立了基于复数傅里叶分析的细观特征表征与重构方法。通过两组不同颗粒的傅里叶细观特征统计,研究了不同阶傅里叶描述符与细观特征参量的对应关系。结果表明:-12~0及16~20阶对应的傅里叶描述符决定颗粒的形状;-23^-11及1~15阶对应的傅里叶描述符与颗粒粗糙度密切联系;傅里叶描述符曲线峰值与颗粒的粒径显著线性相关;高阶傅里叶系数与阶数近似呈对数线性关系,低阶系数则由不同颗粒形状决定。采用建立的傅里叶描述符对应关系进行颗粒相似重构研究,发现重构颗粒的外轮廓及傅里叶统计参量与实际颗粒十分接近,且反映颗粒的粗糙度、纹理等细部特征,其成果可用于大量岩土颗粒与力学特性的相关性研究。 展开更多
关键词 岩土颗粒 细观特征 复数傅里叶分析 随机重构
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散体岩土颗粒强度特性及相关影响因素研究
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作者 唐文彪 祝方才 +1 位作者 田峰亮 刘丙肖 《湖南工业大学学报》 2012年第6期13-15,共3页
采用改进的直剪试验,研究土体中不同含石量与含水量对散体岩土颗粒材料抗剪强度的影响。研究结果表明,抗剪强度指标随含水量增大而减小,随含石量增大而增大。
关键词 散体岩土颗粒 抗剪强度 含水量 含石率
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一个标准岩土地层序列的初步框架 被引量:2
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作者 李清明 唐辉明 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期1188-1198,共11页
当前的岩土分类方案存在碎片化问题,各种岩土类型之间存在大量的模糊过渡地带。岩土通用分类方案宜基于岩土的基本物质组成,即固体、液体和气体,一般情况下,可采用特殊组分+颗粒大小+孔隙率+饱和度的组合方案。本文中的特殊组分包括特... 当前的岩土分类方案存在碎片化问题,各种岩土类型之间存在大量的模糊过渡地带。岩土通用分类方案宜基于岩土的基本物质组成,即固体、液体和气体,一般情况下,可采用特殊组分+颗粒大小+孔隙率+饱和度的组合方案。本文中的特殊组分包括特殊矿物和有机质,特殊矿物是指以蒙脱石族为代表的片状矿物、易溶盐和碳酸盐类矿物。通用分类的评价指标应适用于各类岩土,仅适合某些岩土的指标可作为次一级的分类指标。本文采用岩土颗粒大小和特殊组分进行岩土颗粒的通用分类,采用孔隙率衡量岩土颗粒之间的绝对紧密程度,采用饱和度衡量岩土的含水状态。单个岩土地层定义为具有相同的地质时代成因及相同的特殊组分、岩土颗粒大小、致密度和饱和度的地层,标准岩土地层序列定义为一个地区内某个地质时代、某种成因类型的完整岩土地层序列。建立一个地区、国家乃至全球范围内各时代成因的标准岩土地层序列是岩土地层大数据库的重要基础。 展开更多
关键词 岩土地层 标准岩土地层序列 岩土颗粒 特殊组分 致密度
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颗粒物质在等比例应变加载下的分散性失稳模式 被引量:5
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作者 马刚 常晓林 +1 位作者 刘嘉英 周伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期181-186,共6页
由地下水引起的静力液化可能是边坡失稳的隐含机制之一,松砂在不排水剪切条件下可能发生静力液化,密实的颗粒集合体在特定的应变路径下也会出现相似的现象,即试样整体发生急剧的失稳,应力状态尚处于峰值强度线以内。该种失稳模式称为分... 由地下水引起的静力液化可能是边坡失稳的隐含机制之一,松砂在不排水剪切条件下可能发生静力液化,密实的颗粒集合体在特定的应变路径下也会出现相似的现象,即试样整体发生急剧的失稳,应力状态尚处于峰值强度线以内。该种失稳模式称为分散性失稳,是为了强调失稳模式中没有出现应变局部化或者剪切带。采用连续-离散耦合分析方法,研究由不规则形状颗粒组成的密实集合体在等比例应变加载路径下的力学特性。根据Hill的材料失稳理论,当试样的应力增量d?和应变增量d?对应的2阶功d2W为负时,试样即发生不可逆的整体失稳破坏。以根据不同等比例应变路径得到p?q曲线为界,在p?q平面内将试样的应力状态分为剪缩区、剪胀-稳定区和剪胀-非稳定区,连接不同围压下试样发生分散性失稳时的应力状态形成失稳线发现,峰值强度线高于临界状态线,临界状态线高于失稳线。 展开更多
关键词 颗粒岩土材料 失稳模式 静力液化 连续离散耦合 等比例应变加载
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Use of X-ray computed tomography to study structures and particle contacts of granite residual soil 被引量:14
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作者 SUN Yin-lei TANG Lian-sheng 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期938-954,共17页
A small problem about soil particle regularization and contacts but essential to geotechnical engineering was studied.The soils sourced from Guangzhou and Xiamen were sieved into five different particle scale ranges(d... A small problem about soil particle regularization and contacts but essential to geotechnical engineering was studied.The soils sourced from Guangzhou and Xiamen were sieved into five different particle scale ranges(d<0.075 mm,0.075 mm≤d<0.1 mm,0.1 mm≤d<0.2 mm,0.2 mm≤d<0.5 mm and 0.5 mm≤d<1.0 mm)to study the structures and particle contacts of granite residual soil.The X-ray micro computed tomography method was used to reconstruct the microstructure of granite residual soil.The particle was identified and regularized using principal component analysis(PCA).The particle contacts and geometrical characteristics in 3D space were analyzed and summarized using statistical analyses.The results demonstrate that the main types of contact among the particles are face-face,face-angle,face-edge,edge-edge,edge-angle and angle-angle contacts for particle sizes less than 0.2 mm.When the particle sizes are greater than 0.2 mm,the contacts are effectively summarized as face-face,face-angle,face-edge,edge-edge,edge-angle,angle-angle,sphere-sphere,sphere-face,sphere-edge and sphere-angle contacts.The differences in porosity among the original sample,reconstructed sample and regularized sample are closely related to the water-swelling and water-disintegrable characteristics of granite residual soil. 展开更多
关键词 X-ray computed tomography granite residual soil RECONSTRUCTION REGULARIZATION particle contact
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Origin of Red Color of the Lower Siwalik Palaeosols:A Micromorphological Approach 被引量:2
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作者 Seema Singh B.Parkash Arun.K.Awasthi 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2009年第2期147-154,共8页
Palaeosols associated with fluvial of the Siwalik Group are and lacustrine deposits that occur as thick multiple pedocomplexes. The bright red color of the palaeosol beds has been earlier interpreted as a result of ho... Palaeosols associated with fluvial of the Siwalik Group are and lacustrine deposits that occur as thick multiple pedocomplexes. The bright red color of the palaeosol beds has been earlier interpreted as a result of hot and arid palaeoclimate. However, as against this view, our investigations of the bright red palaeosol beds of the Lower Siwaliks suggest that the climate was cool and subhumid, instead of hot and arid during the deposition of these beds. Since cold climate is not very conducive to impart red coloration, further research is needed to explain the cause of these red beds. For this, the micromorphological study of soil thin sections was done which showed the presence of features such as dissolution and recrystallisation of quartz, feldspar and mica, compaction, slickensides, presence of calcite spars, subrounded and cracked nature of quartz grains, microfabric, complex patterns of birefringence fabrics, pigmentary ferric oxides, thick cutans and cementation by calcite. These features indicate that diagenesis took place on a large scale in these sediments. The positive Eh and neutral-alkaline pH of soils also suggest that the conditions were favorable for the formation of diagenetic red beds. During burial diagenesis of sediments, the hydroxides of ferromagnesian minerals got converted into ferric oxide minerals (hematite). During deep burial diagenesis smectite was converted into illite and the preponderance of illite over smectite with increasing depth of burial also indicates the diagenesis of sediments. Thus, the red color of the Lower Siwalik palaeosols seems to be due mainly to the burial diagenesis of sediments and does not appear to be due to the then prevailing climatic condition. 展开更多
关键词 PALAEOSOLS C3 type vegetation diagenetic red beds calcite spars
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