颗粒流方法及PFC2D程序

归纳总结了颗粒流模拟方法产生的背景 ,比较了与其他模拟方法的异同之处 。

PFC3D颗粒流模拟纳米黏土改良黄土三轴试验

基于PFC3D软件研究不同纳米材料、掺量、围压、干密度对改良黄土力学性能的影响,确定改良黄土宏细观之间的参数关系,通过建立改良黄土数值模型、三轴试验,获得了改良黄土的应力–应变曲线。将数值模拟的结果与室内试验的结果相比较,通过数值模拟和室内三轴试验,得出的改良黄土抗剪强度指标基本吻合。试验结果表明:(1)围压一定时,改良黄土试样偏应力随纳米黏土掺量的增加而增大;改良黄土的应力与应变正相关,不同围压时,表现为软化型和强硬化型;(2)当凹凸棒土掺量小于2%时,数值模拟得到的抗剪强度总体小于室内试验得到的抗剪强度,材料大于2%时则相反;(3)纳米蒙脱土改良黄土数值试样材料掺量小于等于4%时,数值模拟得到的抗剪强度大于室内试验的抗剪强度,大于4%则相反。

边坡稳定分析的颗粒流方法研究

传统的边坡稳定性分析采用刚塑性模型,事先假定滑动面,按极限平衡状态进行计算。滑移面的准确确定及参数选取对计算结果影响很大,此外土是一种散体材料,按采用连续性假设的弹性力学理论分析,在理论上矛盾。针对这一问题,采用颗粒流理论,给出了颗粒流模拟方法,首先对粘土试样的双轴试验进行了数值模拟,并结合摩尔-库仑破坏准则,得到细观参数对宏观特性的影响规律,然后模拟演示了粘性土坡在自重作用下变形破坏的全过程。模拟过程符合滑坡发生、发展、滑动的过程。说明了颗粒流方法模拟边坡变形破坏力学行为的可行性和优越性。

模拟土工织物反滤作用的颗粒流分析方法

利用颗粒流(PFC)方法建立了土工织物PFC反滤模型,从细观层面分析了具有土工织物反滤结构的土体中水流挟持颗粒移动的特点及影响因素,探讨了PFC方法应用中引发的误差问题,并提出了解决方案。通过正交试验法分析了多因素影响下土工织物颗粒流反滤模型的孔隙率变化敏感性,进一步验证了土工织物淤堵试验中出现的渗透系数"峰值"现象及其产生的原因。

建立颗粒流方程的推广BGK模型方法

从描述颗粒流动的推广BGK模型方程出发建立颗粒流方程。其中推广BGK模型方程的处理采用了经典分子动力论中的Chapman Enskog方法。由于建立颗粒流方程的思路简单清晰 ,且方程中各量都有明确的物理意义 。

基于颗粒流方法的滑坡破坏机理与强度分析

滑坡变形破坏机理与强度研究是滑坡风险评估的一项关键内容。针对颗粒流方法在滑坡变形破坏力学机理分析及滑坡强度定量化研究中存在的问题,以府谷县新府山滑坡为研究对象,采用野外调查、勘察、室内实验等方法,对新府山滑坡的工程地质特征进行了分析,在此基础上基于PFC2D数值方法构建了滑坡颗粒流数值模型,模拟了滑坡从变形失稳到运动终止的动态过程,从变形特征和力学特征2方面分别论述了滑坡的变形破坏机理,并选择速度、动能、冲击力指标对滑坡冲击破坏强度的变化特征进行了分析。结果表明,新府山滑坡的变形破坏机理表现为坡脚挤压—坡中牵引—坡顶拉张的力学过程;滑坡运动特征表现为破坏的突发性与堆积的缓慢性;以速度、动能指标为表征的滑坡强度在其破坏的初始阶段最高,然后逐渐变小;以冲击力指标为表征的滑坡强度随坡脚距的增加而呈指数衰减特征。研究结果与滑坡变形破坏实际特征基本吻合,研究结论可为新府山滑坡防治提供参考,研究方法可为单体滑坡冲击破坏强度定量及对承灾体易损性定量评价研究提供借鉴。

基于颗粒流离散元方法的行人动力学模型及仿真研究

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计,对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的高效性.研究结果表明:模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值.

二维颗粒流程序PFC^(2D)特点及其应用现状综述

介绍了PFC2D的基本原理及其在地质和岩土工程的应用现状和主要功能。并在此基础上将其与传统的有限元和离散元模拟方法进行对比,对其使用过程中的优缺点进行了系统和详细的分析。并对其将来的发展及应用前景进行了论述。

颗粒流模拟方法在岩土工程中的应用

归纳总结了颗粒流模拟方法与其它数值模拟方法的异同之处，介绍了颗料流模拟方法解题的步骤及其在岩土工程领域的应用实例。

幂律流体顶盖驱动流中的颗粒运动

采用扩散界面格子Boltzmann模型研究了圆形颗粒在幂律流体方腔流中的运动,重点分析了初始位置、幂律指数、颗粒大小对圆形颗粒在幂律流体顶盖驱动流中的运动的影响.数值结果表明不同初始位置的圆形颗粒最终均能稳定在极限环上运动.不同幂律指数的幂律流体对圆形颗粒运动的极限环有明显影响,对于剪切增稠流体,颗粒的运动速度明显增大,极限环半径明显缩小;对于剪切稀化流体,左下角和右下角的次级涡收缩,极限环向方腔的右下角移动.圆形颗粒较小时,颗粒的运动速度较快,运动半径较大,运动轨迹更接近流体的流线;圆形颗粒较大时,受到边界的限制,极限环半径较小,运动速度较慢.此外,还讨论了颗粒对顶盖驱动流主涡涡心位置的影响,颗粒会将主涡涡心推向远离颗粒的方向.

颗粒在流体中相互作用的晶格玻尔兹曼方法模拟

运用晶格玻尔兹曼方法研究了两个颗粒在Poiseuille流中的运动行为.分析了颗粒直径和管道直径之比d/D对颗粒相互作用的影响;讨论了颗粒的水平距离、颗粒的平衡位置与颗粒直径之间的关系.研究发现当d/D小于0.5时,颗粒的水平距离稳定在4.2倍的颗粒直径左右.研究对于理解多颗粒系统中颗粒之间的相互作用等具有一定的价值.

基于颗粒流方法的典型下蜀土边坡滑动过程分析

基于颗粒流方法,采用双轴模拟试验对下蜀土颗粒流模型细观参数进行标定,并利用细观参数对位于南京市挹江门街道旅游学校西侧山体的下蜀土滑坡进行数值模拟,研究滑坡变形破坏及滑动全过程。结果表明,滑坡最先在剪出口处发生变形,随后坡顶出现拉张裂隙并持续扩张,最终形成圆弧形滑面,为小型高速牵引式滑坡,滑坡土体停止滑动并最终在坡脚附近发生堆积。滑坡模型模拟的最终形态与实际滑坡形态相似,模拟滑距与实际滑距基本一致,结果较为可靠,可以对宁镇地区下蜀土滑坡破坏过程分析、划分致灾范围及工程治理提供依据。

基于颗粒流方法的滑坡灾变过程及冲击致灾预测研究

滑坡冲击致灾研究是滑坡风险评价的关键环节。以勉县老道寺镇楼子沟滑坡为研究对象,通过PFC2D双轴压缩试验获取岩土体细观力学参数,建立滑坡模型及冲击模型,模拟了滑坡灾变动力学全过程,对滑坡的运动位移、运动速度、冲击力等动力学指标进行了定量分析;根据力与变形关系,建立建筑物失效模型,对滑坡冲击致灾进行了定量化评价。研究认为,数值模拟方法可为同类滑坡运动过程分析提供参考,同时也为滑坡防灾减灾定量评估提供新思路。

黏性土无侧限抗压试验颗粒流软件(PFC)模拟的微观分析

无侧限抗压试验在研究黏性土的力学性质和破坏形态方面有着重要的作用,现从微观方面出发利用颗粒流中的clump单元来模拟黏性土无侧限抗压试验的基本颗粒和"柔性边界"。结果表明初始孔隙比、摩擦系数、颗粒间的刚度和黏聚力都会对黏性土的力学性质和试样内部颗粒间粘结个数及排列方向的变化还有试样剪切滑移带的形态和相关内力变化产生显著的影响。

基于颗粒流方法的矿井突水溃沙模拟研究

通过格子Boltzmann方法对裂隙岩体水沙两相流动规律进行理论分析,研究颗粒在裂隙中的运动规律,通过格子Boltzmann方法处理两相流的边界问题,建立了裂隙岩体水沙两相流动的格子Boltzmann模型。利用颗粒流软件数值模拟裂隙溃沙,分析了沙粒进入裂隙后裂隙宽度、裂隙倾角等因素对颗粒运动规律的影响。

关于颗粒流软件PFC的离散元数值模拟参数标定

简要介绍了运用离散元理论及颗粒流软件PFC进行岩土类工程问题数值模拟的研究思路和方法,简述了运用PFC软件进行数值模拟时通常会遇到的关键性问题,通过结合笔者在研究过程中的实践经验,针对数值模拟的首要步骤即参数标定这一步,给出了相应的解决方案及研究结论。

颗粒流(PFC5.0)数值模拟技术及应用

版次:第一版出版时间:2018-08开本:小16开出版单位:中国建筑工业出版社标准书号:978-7-112【内容简介】本书是作者总结多年对颗粒流数值模拟技术的研究,著写完成的。本书具备专业性、实用性、可读性强的特点。全书主要内容包括:PFC5.0的基本特点与界面操作,PFC5.0基本命令与模型构建技术,奔向颗粒流高级应用的桥梁:FISH语言,伺服机制及数值试验实现技术,接触模型与参数标定方法研究,复杂岩土细观特征识别与随机重构技术,

基于颗粒流方法的黄土地震滑坡数值模拟

基于颗粒流理论研究土质边坡动力稳定性及其滑动过程是近年来滑坡研究的一个新热点。在野外调查和室内试验的基础上,通过标定土体细观参数、模型建立、动力输入、动态监测等过程,利用PFC2D程序模拟了西吉县兴平乡堡湾村下马达子滑坡的失稳破坏运动过程,得到了该滑坡的破坏运动机理。得到如下结论:(1)下马达子滑坡的失稳机制是在地震作用下斜坡前缘牵引、后缘推挤,使得坡肩受拉发生破坏,失稳后坡肩位置较大的速度和位移是地震滑坡破坏力强、致灾范围大的主要原因;(2)黄土地震滑坡的滑坡后壁相对平缓,这是区别于重力滑坡的重要特征之一;(3)颗粒流模拟得到的滑坡前后相对高差和长度与实际情况较为吻合,因此,颗粒流方法可以用于地震滑坡滑距的预测。

离散元颗粒流软件(PFC)在道路工程中的应用

著者：黄晓明,E16K,81页,平装,定价：48元,出版单位：人民交通出版社,版次：第1版第2次,出版时间：2016年8月30号,标准书号：ISBN 978-7-114-11667-4。内容简介：本书系统地讲述了在道路工程材料性能分析中应用离散元颗粒流软件PFC2D/3D的基本理论和方法。主要内容包括：离散元方法的基本原理、PFC2D/3D软件介绍、PFC的接触模型及其参数、集料的重构与沥青混合料离散元试件的生成、集料和沥青混凝土基本力学性能的离散元分析实例、沥青混凝土开裂问题的离散元分析实例、

基于PFC2D的泥质灰岩软弱夹层结构面直剪试验颗粒流模拟分析

对取自于某滑坡滑带上的泥质灰岩软弱夹层进行颗粒流PFC程序数值直剪试验模拟,并对直剪过程中结构面的力学演化机制和破坏特征进行细观方面的深入分析。分析得以下几点结论:(1)在结构面直剪开始至破坏阶段,中后部分的颗粒承受了更多的剪应力。(2)在剪切应力-位移曲线表现出塑性特征的剪切过程中,产生张拉裂纹,在此阶段裂纹急剧增加,裂纹的发展使得结构面上颗粒间的法向接触数量将明显减少,同时导致颗粒之间的接触压力显著提高,造成结构面上的张拉裂纹与剪切裂纹数量增加显著,剪切破碎带形状明显。