基于离散元理论的粗粒土三轴试验细观模拟

基于三维离散元颗粒流理论,综合考虑颗粒间黏结力,确定颗粒接触本构关系,建立有黏结材料工程性质的数值仿真模型,实现对粗粒土工程力学特性的模拟。根据某粗粒土室内三轴试验结果和大量数值试验,对颗粒流数值模型进行标定,精确再现室内试验的加载曲线。基于标定后的颗粒流模型,针对不同的试样加载过程,分析不同应力路径下的力学响应。通过对颗粒流试样细观参数的进一步分析,研究试样的颗粒间的摩擦系数、细观连接强度以及孔隙率对宏观力学特性的影响。揭示模型细观参数对宏观力学响应的影响,研究结果表明:通过控制细观参数可实现对宏观力学响应的调整,并据此给出细观参数选取的若干建议,为今后的颗粒流模拟试验提供参考。

基于离散元理论的风积沙隧道无加固措施时隧洞破损状态模拟

依托青海省茶卡至格尔木段公路改扩建工程脱土山隧道工程,利用离散元软件UDEC对无任何加固措施下风积沙地层中开挖隧道后围岩的变形、破坏状态进行模拟。

基于离散元理论的岩体高边坡稳定性分析

针对西南地区水电项目建设过程中遇到的岩石高边坡开挖稳定性的问题,采用离散元理论,充分考虑结构面对岩石边坡的影响,对岩石边坡开挖及锚固后的稳定性进行分析评价,对离散元理论在实际项目中的应用进行了尝试。

基于离散元的复合岩体结构面宏细观参数响应特征

在基于离散元的复合岩体结构面数值模拟中,细观参数校核是重中之重,而探讨宏细观参数之间的响应特征可为细观参数校核提供重要依据。分别利用粘结强度清除法和Smooth-joint模型建立复合平直结构面数值模型,深入分析了两种不同方法所建立的结构面宏细观参数响应关系。研究结果表明:在基于粘结强度清除法的平直结构面模型中,峰值强度与细观颗粒摩擦系数值呈正相关;应用Smooth-joint模型模拟结构面时,细观基本摩擦系数(sj_fric)与结构面宏观基本摩擦角呈正相关且约等于其反正切值;细观法向刚度(sj_kn)和细观切向刚度(sj_ks)分别与结构面宏观的法向刚度和切向刚度呈正相关。最后结合拟合与试错法给出了新的参数校核模型,该模型具有准确和效率高的优点,可为结构面细观参数快速、高精度校核提供重要参考。

车辆荷载作用下沥青路面动力特性研究

基于平行粘结模型与宏观力学参数建立了单轴压缩模型,通过颗粒离散元数值模拟方法,探讨了车辆往复荷载作用下混凝土加铺沥青路面所发生的变形特性及其力学扩散规律。研究结果表明:混凝土路面加铺沥青面层之后,能够有效降低车辆对混凝土面板冲击作用,显著减少混凝土路面板底脱空等病害的产生;在车辆往复荷载作用下,沥青面层与混凝土路面界面处易发生滑移,会影响到路面的整体性能,建议在路面刚柔界面处增加粘结层强度。在车辆荷载作用过程中,速度矢量向下,且荷载作用的最前部速度最大;在车辆荷载作用之后,速度矢量向上,速度最大值出现在车辆荷载驶离瞬间。

基于PFC^(3D)的三轴数值试验模型在建筑垃圾堆填体稳定性分析中的应用

随着我国的城镇化进程加速显著,建筑垃圾堆填体数量急剧增加,存在失稳滑坡的潜在危险,现有研究对于建筑垃圾堆填体稳定性的研究缺乏理论支撑。为此,本文首先选取典型建筑垃圾堆填材料进行了室内三轴试验,确定与该三轴试验对应的颗粒流数值模拟细观参数;然后建立基于PFC^(3D)三轴数值试验模型,得到较为统一的强度参数;最后利用FLAC^(3D)软件和计算得到的强度参数分析了实际建筑垃圾堆填体的稳定性。数值算例表明,应用本文方法判断建筑垃圾堆填体的安全系数,具有一定的普适性,可用于分析同类工程在堆填过程中的坡体稳定性。

基于组合模型的自行车微观仿真

为弥补社会力模型应用到自行车仿真领域的缺陷,解决模型应用时存在自行车之间相互接触的问题,建立更为细致真实的自行车微观仿真模型,基于社会力模型,引入骑行者生理感知空间并结合颗粒离散元的接触理论改进了接触力,同时考虑不同形式车道边界对自行车的影响改进了边界作用力,从而构建了自行车微观组合模型.从基本图、骑行现象、间距分析3个方面的验证结果表明,组合模型运行结果与实测数据具有良好的一致性,能较好地描述自行车交通情况.最后,应用该模型得到路侧停车、护栏、绿化带、路缘石4种边界形式的折减系数分别为0.901、0.928、0.940、0.965,可为自行车的运营管理、车道设施的设计及建设提供理论依据.

锚杆支护对软岩巷道顶板稳定性的提升作用

采用离散元软件3DEC建立了巷道开挖及工作面回采数值计算模型,模拟分析了软岩巷道开挖及工作面回采过程中锚杆支护对顶板稳定性的提升作用及锚杆受力状态。结果表明:巷道开挖过程中,锚杆支护对顶板稳定性的提升程度为66%,锚杆受到的拉伸力较小;工作面回采过程中,锚杆支护对顶板稳定性的提升程度为16.2%,部分锚杆达到极限拉伸力并伴随部分锚杆产生较大变形,并以山西潞安慈林山煤矿巷道开挖为工程实践,验证了锚杆支护对顶板稳定性的提升作用。

Two-Dimensional Breather Lattice Solutions and Compact-Like Discrete Breathers and Their Stability in Discrete Two-Dimensional Monatomic β-FPU Lattice

We restrict our attention to the discrete two-dimensional monatomic β-FPU lattice. We look for two- dimensional breather lattice solutions and two-dimensional compact-like discrete breathers by using trying method and analyze their stability by using Aubry＇s linearly stable theory. We obtain the conditions of existence and stability of two-dimensional breather lattice solutions and two-dimensional compact-like discrete breathers in the discrete two- dimensional monatomic β-FPU lattice.

竖直旋喷桩和水平旋喷桩在风积沙隧道中的应用对比分析

风积沙地层是我国西部地区常见的地质情况,具有结构松散、颗粒间黏聚力极低、抗剪强度低等特点,风积沙地层中开挖隧道时自然也就面临围岩稳定性的问题,旋喷桩在一些工程案例中被用于解决该问题。通过离散元软件来模拟风积沙地层,对水平旋喷桩和竖直旋喷桩两种旋喷桩方法在风积沙隧道中的加固作用进行分析,从洞周变形、衬砌内力和应力分析等探讨两种方法的不同加固机理、施工质量控制关键点、优劣水平等问题,可为旋喷桩的利用提供理论参考。