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题名考虑发育薄弱区对管涌发展影响的数学模型研究
被引量:1
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作者
倪小东
赵帅龙
王媛
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机构
河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室
河海大学岩土工程研究所
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第12期3627-3635,共9页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.2014B04914)
国家自然科学基金项目(No.51309086)
+1 种基金
教育部博士点新教师基金(No.20110094120002)
中央高校专项科研基金(No.2011B07214)
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文摘
为了揭示发育薄弱区对管涌发展的影响机制,进行了管涌砂槽模型试验和颗粒流数值模拟,建立了3组模型,以研究孔隙通道的空间发育对颗粒运移过程的影响,分析了土体内部细颗粒运移引起管涌破坏的动态过程。根据数值模拟结果,分析了管涌发展过程中试样细观及流体的变化规律,并与砂槽模型试验结果进行了比较,模拟与模型试验结果较吻合。结果表明,薄弱区越发育,压力分布调整的趋势越强,颗粒运移的趋势相应增加,达到破坏需要的时间越短。数值模拟获得的临界水力梯度与室内试验以及理论分析结果均比较接近,证明了采用颗粒流程序研究管涌问题是合理的,对研究存在薄弱区的砂土管涌现象具有明显的优势和广阔的应用前景。所揭示的结果有益于管涌机制的更深入研究。
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关键词
离散元法
细观模型试验
管涌机制
发育薄弱区
薄弱区
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Keywords
discrete element method
mesomechanical model test
piping mechanism
development of weak zone
weak area
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分类号
TU443
[建筑科学—岩土工程]
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题名基于散体介质理论的砂土管涌机制研究
被引量:35
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作者
周健
姚志雄
张刚
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机构
同济大学地下建筑与工程系
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出处
《岩石力学与工程学报》
CSCD
北大核心
2008年第4期749-756,共8页
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基金
国家自然自然科学基金资助项目(50379037)
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文摘
结合小比尺细观模型试验,利用基于散体介质理论的颗粒流方法,考虑流固耦合作用,对砂土管涌的发生发展过程进行模拟。模拟方案跟踪记录管涌发展过程中砂样的孔隙率、流速、颗粒接触数、移动轨迹和流失量等参量的动态变化过程。分析结果表明:管涌发展过程中,随着水头增加,颗粒逐渐流失,砂样孔隙率增大,透水性能发生变化,进而影响系统的流速和水头的反应,揭示管涌发展过程中系统几何特性和水力特性的非线性动态变化过程和相互影响特性;颗粒流失量沿渗流方向呈逐渐减小趋势,管涌发展过程中颗粒移动轨迹随机,渗漏通道形成也具随机性,是复杂水土相互作用的结果。颗粒间接触数的剧烈波动揭示管涌发展过程中细颗粒运动剧烈,与粗骨架颗粒进行不断碰撞、分开,而颗粒的流失基本上不影响整个土体的应力场。模拟结果与有关的模型试验结果较吻合,一定程度上验证了该数值方法应用于大变形和流固耦合问题研究的可行性和合理性,所揭示的结果有益于砂土管涌机制的更深入研究。
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关键词
土力学
散体介质理论
细观模型试验
管涌机制
流固耦合
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Keywords
soil mechanics
discrete element theory
mesomechanical model test
piping mechanism
fluid-solid coupling
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分类号
TU43
[建筑科学—岩土工程]
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