水平-竖向组合式加筋土挡墙土-筋相互作用机理

在水平加筋的基础上布置竖向筋条,实现“立体”加筋,同时使土体和筋条之间的相互作用关系变得更加复杂.采用有限元方法,通过建立加筋土结构模型来分析水平 竖向组合式(H-V)加筋土挡墙中土 筋的相互作用关系,并且运用强度折减系数法,分析水平加筋土挡墙和H-V加筋土挡墙达到极限破坏时的安全系数,同时比较两者达到极限破坏时其塑性区域的分布状况.     

软土地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离散连续耦合数值模拟

基于软土地基直立刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立离散-连续耦合数值模型,采用离散单元颗粒流程序PFC和有限差分程序FLAC分别模拟加筋土挡墙和软土地基,研究软土地基上刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的性状及内、外部稳定性.研究结果表明,数值模拟的挡墙沉降、墙面水平位移、墙底竖向土压力及墙面弯矩与离心模型试验结果吻合较好;挡墙在自重及上覆荷载作用下产生显著的沉降和不均匀沉降,但挡墙整体仍保持稳定,显示该型挡墙具有很好的适应软土地基大变形的能力;自重及上覆荷载作用使得连接件末端位置产生应力集中,导致此处的地基表面沉降最大;上覆荷载作用下,刚性墙面弯矩在墙中处最大,为外侧受拉,而在靠近墙底和墙顶处较小,为内侧受拉;软土地基上该型挡墙稳定性一般为深层滑移外部稳定性,其破坏面由过挡墙底层筋材后缘填土中的朗肯破坏面和地基中的圆弧滑移面组成;该型挡墙内部稳定性表现为随软土地基滑移破坏,挡墙内筋材由下至上依次断裂,形成过底层连接件后缘的朗肯破坏面.     

岩土体颗粒破碎的离散元数值模拟技术综述

该文概述了岩土体颗粒破碎的理论研究价值及工程意义。结合颗粒破碎物理试验研究现状,综合阐述了目前数值模拟技术的优势和方法,并认为离散元方法的数值模拟可以更有效地对岩土体颗粒破碎进行研究。总结分析了在离散元方法中研究颗粒破碎的两种方法,黏结模型和颗粒破碎模型。     

裂隙岩体边坡开挖卸荷稳定性离散元数值模拟研究

工程岩体边坡中伴生着大量随机裂隙,开挖卸荷很容易导致裂隙扩展,最终导致边坡失稳.但卸荷边坡稳定性涉及断裂力学、岩体力学、地质工程、水力学等多个学科,很难精确分析.针对裂隙岩体边坡,借助离散元方法定义裂隙密度,分析应力水平、台阶高度、裂隙密度等不同因素对边坡卸荷程度的影响.研究结果表明：开挖过程中,当应力水平由0.5 MPa增至2 MPa时,开挖面处最小主应力由0.01 MPa增加到0.2 MPa,最大位移由1.4 cm增加到6.5 cm;随着台阶高度减小,卸荷产生的拉应力区范围减小,变形主要位于中下部岩体;当裂隙密度增大时,边坡最大位移由1.4 cm增至5.5 cm,裂隙沿着优势面贯通趋势越明显.研究成果可为裂隙岩体边坡开挖卸荷变形控制提供参考.     

动力作用下加筋土挡墙的数值模拟

通过引入筋—土、面板—土、面板—面板接触单元,建立由土体单元、接触单元、面板单元和加筋材单元组合的加筋土挡墙有限元模型,用ANSYS对一足尺加筋土挡墙进行了有限元数值模拟．主要研究了地震荷载的频率成分和最大水平加速度对加筋土挡墙地震下性能的影响,得出了一些关于加筋土挡墙动力响应的定性结论．     

基于离散元颗粒流的超大口径水平定向钻进孔壁稳定性分析

以南水北调配套工程某干渠输水管道工程穿越308国道地层工程为例,基于流-固耦合离散元理论,采用PFC软件建立砂砾石地层的二维概化数值模型,土层的离散元颗粒流模型,对超大口径水平定向钻进孔壁的稳定性进行了数值模拟计算,总结了输水隧洞开挖过程中围岩内孔应力场、灌浆压力的相关规律,为今后水平定向钻技术的应用提供重要科学借鉴....     

砂砾土颗粒三维形态分布特征及其离散元模拟

砂砾土是一种典型的具有非均质性、非连续性及构成结构效应的砂-砾混合料,混合料中砂粒与砾粒的接触状态对其力学特性影响显著.使用图像处理技术提取了砂砾土中不同粒径砾粒的三维尺寸(长轴长度、中轴长度、短轴长度以及长短轴比)和棱角系数,研究了三维尺寸和棱角系数的均值、标准差和统计分布,结果表明其具有统计自相似性特点.采用多面体...     

地震滑坡运动过程的离散元模拟分析

地震滑坡灾害具有范围广、滑动速度快和突发性强等特点,往往造成重大的财产损失和人员伤亡。我国西南地区位于地震重灾区,地质灾害频发。文章以处于龙门山断裂带的某地震滑坡为例,利用PFC颗粒流程序模拟地震滑坡的运动过程,对滑坡体在滑动前后的位置和滑坡体的运动范围进行分析,得出滑坡体的岩性对滑坡的运动范围和运动方式影响很大,且滑坡体中的颗粒在滑动中是自由运动。     

尾矿坝变形细观力学机理的颗粒流数值模拟

以新建四川省盐源县平川铁矿黄草坪尾矿库为工程背景,通过堆坝模型试验与室内土工试验,获得尾矿坝干滩面几何特征、颗粒分布规律及尾矿力学性质。基于离散元理论,采用PFC2D数值模拟软件进行双轴试验,与土工试验结果对比,得到尾矿细观力学参数,并分析尾矿坝颗粒接触力分布、颗粒位移与坝体结构变形特征。结果显示:1)初期坝中颗粒间接触力较大,形成的力链大致呈45°倾斜向上;坝体尾矿颗粒接触力随着埋深的增加而增大,在基岩凸起处接触力较大且集中。2)初期坝颗粒位移不明显,堆积坝少数尾矿颗粒沿坡面向下滚动,具有较大位移;尾矿堆积坝存在较为典型的滑移面,滑移面上部区域颗粒位移较大。3)初期坝结构变化不明显,尾矿堆积坝中靠近初期坝内坡面附近结构变形显著。     

网格状带齿加筋的拉拔特性

在水平-竖向(horizontal-vertical,H-V)加筋体系基础上,提出网格状带齿加筋,并对网格状带齿有机玻璃材料进行拉拔试验研究.首先,对有机玻璃材料进行孔洞设置,并在合适的地方通过布置一定的齿筋来构成立体加筋材料;然后,对不同孔洞、不同齿筋高度的网格状带齿有机玻璃材料在多种法向应力情况下进行拉拔试验.试验...     

三维流固两相流的颗粒群轨道柔性模型

为解决工程应用中三维流固两相流动力学建模的难题,提出了基于离散单元法(DEM)的颗粒群轨道柔性模型．即在Euler坐标系中表达流体连续相,在Lagrangian坐标系中运用DEM表达颗粒离散相,从而简单且有效地解决了三维流固两相流中颗粒相和流体相间的双向耦合和求解问题,同时以三维管道中气固两相流的建模和典型实例,可视化地说明了该方法的有效性．     

基于有限元强度折减法的H-V加筋地基破坏机理

基于边坡稳定性分析中的有限元强度折减法,利用ABAQUS软件对纯砂地基、水平加筋地基和水平与竖向(H-V)加筋地基进行多组数值模拟.采用安全系数分析H-V加筋地基对地基承载力的影响,通过ABAQUS软件后处理功能观察地基在强度折减系数增大过程中塑性区的扩展情况及最后破坏时的破坏面,并对不同加筋地基的破坏模式进行分析.结果表明:H-V加筋能使地基承载力得到大幅提高;地基的破坏模式因加筋体的存在而发生一定程度的改变;在同等试验条件下,H-V加筋效果高于水平加筋,单层H-V加筋地基的加筋效果随加筋深度的增加而减弱.     

基于岩碴流动性的TBM出碴槽口选优设计

研究了在一定开口面积下,TBM刀盘的最优出碴槽布置方式.采用离散元方法(DEM)建立刀盘排碴仿真模型,以出碴槽结构尺寸、数量等参数为变量进行TBM岩碴流动性仿真实验.在出碴槽开口面积相同的前提下,提出了基于岩碴流动性的出碴槽设计规则:1尽可能采用对称式布置;2尽可能使用长、短出碴槽交替布置的方式;3适当减小长出碴槽的开口宽度以提高出碴过程的稳定性.以\"引洮\"工程为例进行了验证,结果表明,与原出碴槽结构相比,采用改进方案的刀盘的出碴效率和出碴稳定性分别提高了15.08%和11.97%.     

异型截面薄构造柱加固砖墙面内抗震性能

为最大程度降低对既有建筑外观的影响,同时避免过多占用结构使用空间,提出一种采用薄圈梁异型截面构造柱加固既有砌体结构的方法。对钢筋混凝土异型截面构造柱加固砖墙的面内抗震性能展开深入研究。设计并制作了4片1/2缩尺黏土砖墙试件,采用相同构造柱对不同长度的砖墙进行加固,随后开展水平反复荷载试验,以探究异型截面构造柱对砖墙的面内约束效应。此外,对砖墙进行匀质化处理,根据加固试件的结构构造建立相应离散单元模型,对已有离散单元算法进行修正,并经相应试验结果验证后,针对影响砖墙面内加固效果的关键参数进行数值模拟分析。试验研究和数值模拟分析表明,采用建议的薄混凝土异型截面构造柱可有效提升墙体平面内受力性能;加固后墙体面内抗剪承载力、变形能力均明显提升;从提高墙体面内抗剪承载力的角度来看,对240 mm厚的砖墙,按构造要求设计的2根构造柱对砖墙的有效约束长度不超过7 200 mm。     

加筋土挡土墙地震响应分析

加筋土挡土墙是一种新型支挡结构,通过采用振动台对牛皮纸、硬塑料和胶带三种筋带的加筋土挡土墙模型进行了不同加速度峰值下的振动试验,得到了加筋土挡墙模型面板的加速度、动位移、筋带动应变增量随挡墙高度的变化规律。从而分析不同筋带对加筋土挡墙抗震性能的影响。     

高炉内炉料流动模式及力链分布的离散元模拟

基于离散元数值计算方法,建立了高炉内炉料颗粒尺度运动行为的数学模型,主要研究固体炉料的运动模式和颗粒间相互作用力链的分布.结果表明:建立的离散元模型计算获得了炉内颗粒间的介观力链结构,炉底中心部位存在强力链结构支撑高炉料柱,最强力链结构对应于死料柱区,而且离散元模拟也给出炉内固体料运动模式由四个区域构成,分别为死料柱区、活塞流区、准静态滑流区和沟流区,而沟流区的力链最弱.     

抛石挤淤机理及其颗粒流数值模拟研究

利用压载挤淤理论对深圳港大铲湾三期陆域形成工程及海口马村港区一期工程抛石挤淤堤挤淤深度进行预测研究,比较挤淤深度计算值与实测值;通过理论分析,提出抛石挤淤机理;采用颗粒流理论(PFC)模拟抛石挤淤的施工过程及施工控制条件;比较相同作业条件下不同淤泥层厚度的挤淤深度关系。研究结果表明:挤淤深度计算值明显小于实测值;抛石挤淤机理不仅仅是压载问题,它还包含块石动能冲击和局部应力集中对挤淤深度的影响;在不同抛填强度、块石直径的挤淤深度,其模拟结果与实测结果基本吻合,一次性抛石量越大;块石直径越大,则挤淤深度越大;淤泥层厚度越大,则挤淤深度也越大。     

流化床内氮氧化物生成的模拟研究

采用国际上热点研究的颗粒碰撞离散单元法,并同时结合大涡模拟方法对鼓泡流化床内的气固两相流动进行了模拟,在此基础上重点研究和分析了流化床内的氮氧化物的生成机理,并对其进行了模拟研究．