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共有20条相似文献,以下是第1-20项 搜索用时 328 毫秒

1.  近源堆沉积土石体细观结构与抗剪强度指标关联分析  
   董辉  赵征  蒋秀姿《计算力学学报》,2019年第36卷第2期
   细观结构是认知土石体力学行为本质的关键科学问题。本文通过引入物理学和数学等方法,借助颗粒物质力学理论,从几何排列与接触力的空间分布来定量刻画水平固结与山前坡地堆积两种典型环境下土石体的细观结构特征,并建立其与抗剪强度指标的关联。研究表明,(1)两种环境的土石体在细观结构上存在较大差异。在几何排列上,水平固结环境下的土石体具有长程无序和短程有序的特点,坡地堆沉积环境下的土石体表现出了无序的无定形结构;在接触力与单位接触向量的空间分布上,两者较为相似,绝大多数接触力以小于均值接触力的形式存在,其概率密度曲线Pf)呈幂函数衰减;90%以上接触方位角集中在40°~160°和220°~340°范围内。(2)基于径向分布函数、接触力概率密度和单位接触向量分别定义细观结构的特征量KaKsKo,发现三个特征量的增大对内摩擦角呈线性促进作用,对黏聚力呈非线性削弱作用。    

2.  胶结土石混合体力学特性的块石形状效应细观机理分析  
   金磊 曾亚武 李晶晶《固体力学学报》,2015年第36卷第6期
   考虑块石形状为球体、正方体和长方体三种情况,通过正方体与球体相比较来探究块石不同棱角度对胶结土石混合体力学特性的影响,通过长方体与正方体相比较来探究块石不同球度对胶结土石混合体力学特性的影响。首先,基于不规则颗粒三维离散元精细模拟技术实现了正方体和长方体块石数值模型的建立;然后建立含石量为30%和80%的块石形状分别为球体、正方体和长方体的胶结土石混合体三维离散元随机结构模型;最后,对土石混合体大三轴试验进行颗粒流数值模拟,获得了不同含石量、不同块石形状下胶结土石混合体的强度特征和变形特征,并分别就低、高两种含石量下块石形状对土石混合体力学特性影响的细观机理进行了深入地分析。结果表明:块石含量和形状均会显著影响胶结土石混合体的力学特性,并且两者间具有复杂的交互作用;微裂纹、块石颗粒平均旋转量、应变能和摩擦功等的演化规律能够很好地从细观水平上反映块石形状影响的作用机理。    

3.  基于细观拓扑结构演化的颗粒材料剪胀性分析  
   刘嘉英  周伟  姬翔  魏纲  袁思莹  李欣骏《力学学报》,2022年第3期
   剪胀性是包括岩土材料在内的摩擦性颗粒材料的重要特征之一,其形成机制与颗粒体系内部拓扑结构的演化有关.基于颗粒体系细观数据,可对颗粒体系内部的拓扑结构特征及演化进行分析,进而建立拓扑演化与宏观剪胀变形之间的联系.采用离散单元法,根据密实、中密和松散摩擦性颗粒材料双轴试验的宏微观数据,从拓扑参量演化及接触网络拓扑变化所引起的3类细观结构几何特征等方面研究了颗粒材料宏观剪胀变形的拓扑机制.研究表明:密实和中密颗粒体系双轴试验过程存在应变软化和剪胀现象,与细观结构的拓扑演化与几何各向异性相关,而松散颗粒体系剪胀效应不明显;将接触网络剖分成多边形力环结构并根据拓扑演化定义新生、消失和不变3类细观结构,在加载过程中不同拓扑属性细观结构所占比例及各向异性存在较大差异,且较大尺寸的力环可承担较大的几何各向异性;新生力环结构在双轴加载过程中能够表现出更加明显的剪胀特性,颗粒体系整体的剪胀变形受到新生结构拓扑变化及恒定结构几何变化的综合影响.    

4.  双连梁短肢剪力墙结构的随机损伤演化分析  
   曹杨  李杰《力学季刊》,2008年第29卷第1期
   基本于概率密度演化方法和混凝土弹塑性损伤本构模型,本文针对一类新型双连梁短肢剪力墙开展了随机损失演化模拟研究.基于广义概率密度方程分别研究了结构荷载与受拉、受剪损伤随机过程,分析了三者在结构受力全过程中均值、方差以及变异系数的变化特征;通过不同随机参数组合计算结果与结构均值反应的对比,发现宏观结构荷载-位移曲线和细观受拉、受剪损伤随位移变化过程之间存在很大差异;通过分析研究典型位移水平下结构荷载与受拉、受剪损伤的概率密度曲线以及其极限状态下各自所对应的等概率线分布,不仅阐释了随机损伤演化的多样性与复杂性,而且为从本质上认识非线性问题提供了可能途径.    

5.  考虑粒子分布特征的复合材料细观力学方法  
   李伟  宋卫东  宁建国《固体力学学报》,2010年第31卷第4期
   研究了颗粒增强复合材料中颗粒增强体粒径分布对复合材料力学性能的影响,利用分形思想将增强粒子的概率分布特征考虑进来,对已有的复合材料细观力学等效夹杂方法进行修正,建立了一个考虑粒子统计分布的细观等效力方法。以混凝土为例,分析了颗粒增强体体积含量、夹杂与基体的模量比和分形结构的分辨率对复合材料力学性能的影响。结果表明,这种新方法能够适用于分析颗粒增强复合材料的细观结构对力学性能的影响。    

6.  德州地区土体固结过程微观结构的显微观测分析  
   李康  贾超  狄胜同  杨亚宾  何玥  虞未江《实验力学》,2019年第1期
   土体的宏观工程力学性质受土体微细结构状态和变化规律的影响,其复杂的物理力学特性是微细结构特性的本质体现。为探明宏观土体沉降现象背后的本质机理,对德州地区沉降中心附近土体进行钻孔取芯,对五组不同深度土体试样进行不同荷载下的固结试验与SEM电镜扫描试验,探讨不同深度粘性土随着固结压力变化,土体压缩性及其微观结构的变化规律,总结土体微结构特征与微观参数变化特征,以期从细观本质机理上解释德州地区地面沉降的宏观现象。结果表明,随着固结压力的变化,土体的平均颗粒面积呈增大趋势,土体颗粒扁圆度提高。单元体排列概率熵均呈明显下降趋势,土体颗粒与土内孔隙分布定向性提高。不同深度的五组土体孔隙分布分维数均呈下降趋势且最终趋于稳定,颗粒分布分维数则明显上升,土体密实程度提高。    

7.  基于离散元模型的土石混合体直剪试验分析  被引次数:1
   赵金凤  严颖  季顺迎《固体力学学报》,2014年第35卷第2期
   土石混合体是由高强度块石和低强度土体组成的一类特殊工程地质材料,其力学性质可通过直剪试验进行确定。本文针对土石混合体的细观材料特性,分别采用球形颗粒单元和非规则组合颗粒单元模拟土体和块石材料,对其在不同含石量和颗粒粘结强度下的直剪试验过程进行离散元分析。计算结果表明,土石混合体的抗剪强度随着含石量和粘结强度的增加而增加;通过不同法向应力下直剪试验的离散元分析,确定了不同含石量下土石混合体材料的内摩擦角和粘聚力。本文研究结果有助于进一步揭示土石混合体的抗剪强度特性。    

8.  基于三维离散元堆积碎石土细-宏观力学参数相关性研究  被引次数:1
   马石城  胡军霞  马一跃  董辉《计算力学学报》,2016年第33卷第1期
   以室内三轴压缩试验为基础,运用PFC3D离散元软件生成含有不同形状碎石块的1∶1堆积碎石土数值模型,标定得到相应的细观参数(相对误差控制在10%以内)。改变细观参数,定量探讨其与宏观力学参数(粘聚力和内摩擦角)关系,得到细观参数与粘聚力、内摩擦角的细-宏观参数关系式,并对其可靠性进行了验证。研究发现,(1)粘聚力与接触粘结力、颗粒摩擦系数呈线性正相关;同时受粘结力比值M=σc/τc的影响,当M1时,粘聚力随着M的增加而线性增加;M≥4时,粘聚力趋于稳定。(2)内摩擦角与颗粒摩擦系数呈对数关系,与接触粘结力呈抛物线关系。(3)细-宏观参数关系式是在含水率为7%室内试验结果基础上研究得出,将关系式运用到含水率为9%和11%的室内试验结果进行标定验证:依据含水率为9%和11%室内试验得到的c和φ值,运用细-宏观参数关系式计算得到细观参数,经验证其数值-室内试验结果相对误差在10%以内,说明通过细-宏观力学关系式得到的细观参数符合精度要求,关系式可靠。为后续土石混合体数值试验研究者进行细观参数标定工作提供了参考依据。    

9.  颗粒离散元模拟堆积碎石土变形的参数灵敏度分析  
   董辉  马一跃  傅鹤林  王智超  陈铖《计算力学学报》,2015年第32卷第2期
   采用颗粒离散单元方法,实现任意形状块石的模拟,基于室内试验数据标定滑坡坡体物质的堆(残、坡)积碎石土的细观参数,并考虑试样尺度效应,对影响堆积碎石土宏观变形特征的细观参数进行虚拟试验敏感度分析。研究表明,1以三轴剪切试验获得测试数据并标定颗粒离散元细观参数具有相对误差在5%以内的可靠性;2虚拟模型1(101mm×200mm)与模型2(300mm×600mm)对标定的细观参数具有尺度效应,但其相对误差控制在9%以内;3离散元颗粒间的摩擦系数与碎石土的内摩擦角、抗剪强度及残余强度为非线性正相关,摩擦系数每增加0.1,峰值主应力差平均增加118.85kPa,残余强度平均增加90.44kPa;4围压越大,材料的剪胀性越弱,围压在100kPa~500kPa时,剪胀特征值K在3~6之间变化,随着围压增加,模型破坏时的粘结力以近线性增加;5杨氏模量越大,碎石土的抗剪强度越大,但两者之间并不成线性关系,且不同杨氏模量对材料的残余强度没有显著影响。    

10.  材料细观结构与构件宏观响应间直接关联分析  
   曹志远  傅志平《力学季刊》,1996年第4期
   本文探讨一种用于材料细观结构与构件宏观响应之间的直接关联分析方法。该方法应用宏现计算,给出细观力学量,并可反映材料细观结构特征,适用于具有细观结构材料制成构件的力学分析。    

11.  材料细观结构与构件宏观响应间直接关联关系  被引次数:3
   曹志远 傅志平《力学季刊》,1996年第17卷第4期
   本文探讨一种用于材料细观结构与构件宏观响应之间的直接关联分析方法,该方法应用宏观计算,给出细观力学量,并可反映材料细观结构特征,适用于具有细观结构材料制成构件的力学分析。    

12.  不同细料含量土石混合料塑性行为离散元模拟  
   王涛  朱俊高  刘斯宏《力学学报》,2022年第54卷第4期
   土石混合料是指由大粒径的块石和作为填充成分的细粒土组成的二元混合料,其塑性行为与细料含量密切相关.目前对细粒含量如何影响土石混合料塑性行为及其细观机制的研究尚不充分,为此本文开展了不同细料含量土石混合料的二维离散元数值模拟,基于二阶功失稳准则与细观力学理论,探究了细料含量对石料骨架土石混合料失稳特性与非关联流动特性的影响,并揭示了细料含量影响土石混合料塑性力学行为的细观机制.研究结果表明,细颗粒可通过限制集合体塑性变形从而起到促进集合体整体稳定的作用;细颗粒控制颗粒集合体塑性变形的方向(即塑性势面法方向),随着细料含量增大,土石混合料的塑性势面法方向和屈服面法方向之间的夹角减小,非关联流动性减弱,材料分岔失稳区域变窄;尽管加入到石颗粒中的部分细颗粒与石颗粒共同承担骨架作用,但是细颗粒的加入不影响颗粒集合体的力学状态,不改变材料屈服面法方向.相关研究结果可为建立考虑细料含量的土石混合料弹塑性本构模型提供理论依据.    

13.  静态堆积颗粒中的力链分布  被引次数:15
   Sun Qi-Cheng  王光谦《物理学报》,2008年第57卷第8期
   颗粒物质是由众多离散颗粒组成的软凝聚态物质,涉及多个物理层次结构和机制,是多尺度问题. 首先阐述了颗粒物质多尺度力学的研究框架,指出颗粒间接触力链构成的细观尺度是核心,颗粒物质显示出的独特静态堆积特性和动态流变特性都与细观尺度力链的复杂演变规律直接相关. 围绕着定量描述力链特征这一目标,采用严格的球形颗粒Hertz法向接触理论和Mindlin-Deresiewicz切向接触理论,对重力作用下12000个球心共面的二维等径颗粒静态堆积进行了离散动力学模拟,对力链分布特征、接触力规律等做了量化分析,考察了颗粒 关键词: 颗粒物质 力链 离散模型 多尺度力学    

14.  块石形状对土石混合体力学行为影响的颗粒流模拟  
   金磊  曾亚武《计算力学学报》,2016年第33卷第5期
   考虑块石形状为球体、正方体和长方体三种情况,通过正方体与球体相比较来探究块石棱角度不同对土石混合体力学特性的影响,通过长方体与正方体相比较来探究块石球度不同对土石混合体力学特性的影响。首先,提出特定形状块石三维离散元精细建模的方法;接着建立含石量为30%和80%的块石形状分别为球体、正方体和长方体的土石混合体三维颗粒流数值模型;然后,对土石混合体大三轴试验进行颗粒流模拟,获得了不同含石量及不同块石形状的土石混合体试样的宏观力学特征;最后,详细分析了块石形状对土石混合体力学行为影响的细观机理。结果表明,块石形状会影响土石混合体的力学行为,其影响的程度与含石量密切相关;配位数、块石颗粒平均旋转量和摩擦功的演化规律能够很好地从细观水平上反映块石形状的作用机理。    

15.  SIMULATION AND MICRO-MECHANICS ANALYSIS OF INHERENT ANISOTROPY OF GRANULAR BY DISTINCT ELEMENT METHOD1)  
   Qian Jinsong  Chen Kangwei  Zhang Lei《力学学报》,2018年第50卷第5期
   料在摊铺后形成的颗粒定向排列将导致其力学性质的固有各向异性. 依据粒料的实际不规则形状, 构建了可模拟粒间咬合嵌挤作用的三维离散元复杂形状颗粒; 生成了5 种不同沉积方向的各向异性试件和1种各向同性试件, 对比了各试件在三轴压缩试验中的宏观力学特性差异; 引入组构张量以量化各向异性程度, 利用玫瑰图表达接触法向与接触力的分布特征, 探究了粒料各向异性的细观发展规律. 结果表明: 颗粒长轴愈趋向水平排布, 峰值应力比愈大, 剪缩与剪胀程度愈明显; 相较于各向同性试件, 沉积角$\theta$为$0^\circ$时, 峰值应力比和最大体积压缩应变分别提高了12.6\%和18.8\%, 其原因在于加载过程中颗粒旋转和滑动百分比更小, 内部调整时间更短、更易被剪密; 固有各向异性对颗粒法向接触力分布的影响不大, 但显著影响接触法向分布特征; 剪切过程中, $\theta$为$90^\circ$时的接触法向各向异性系数先快速减小后逐渐增大, 而$\theta$为$0^\circ$到$60^\circ$时则呈现出增大后稍有回落或趋于稳定的趋势, 且$\theta$ 愈小的试件各向异性系数增大愈快.    

16.  不排水条件下土石混合料双轴压缩离散元模拟  
   胡军霞  马一跃  张仕贤  董辉  余巍《计算力学学报》,2022年第39卷第5期
   基于离散单元法构建了考虑碎石形状的柔性边界不排水双轴压缩模型,研究了11组不同含石量土石混合料在不排水条件下的宏细观力学特性。研究发现,(1)土石混合料强度随含石量增加先增后减,含石量超过约60%时形成碎石骨架,强度快速增长;含石量约80%时强度和内摩擦角最大;含石量增加,混合料黏聚力逐渐减小。(2)不排水受载下,土石混合料孔隙水压力先正后负、先增后减。含石量较小时,含石量增加,混合料孔隙水压力变化较小,混合料在碎石骨架形成初期孔隙水压力增加;碎石骨架完全形成后最大孔隙水压力减小。(3)含石量小于约30%时,混合料应变局部化呈规则剪切带,随后含石量增加破坏规则剪切带,当含石量约为80%时,混合料再次形成规则剪切带。含石量增加,配位数逐渐减小,颗粒间接触力在含石量小于60%时随含石量增加缓慢增长,超过70%时则快速增长。    

17.  土石混合体的研究现状及研究展望  被引次数:3
   廖秋林  李晓  郝钊  王思敬  吴硕  赫建明《力学学报》,2006年第14卷第6期
   土石混合体是不同于岩体与土体的一种地质材料,其物理力学特性的研究越来越受到工程界关注。本文首先介绍了土石混合体概念的提出,并以土石混合体在我国的广泛分布特点与工程中的诸多实际问题阐述了其研究具有重要的工程价值与理论意义。另一方面,通过大量与土石混合体相关的文献检索与分析,本文从力学试验、几何结构研究和数值模拟等不同方面总结了近年来土石混合体研究的成果,指出结构效应是土石混合体重要而又特有的一个特征,其几何结构模型与数值模拟的研究也取得了许多重要而有价值的成果。最后,针对土石混合体研究中仍存在的不足,本文展望并探讨了土石混合体今后的研究方向,提出了地质成因与物质组成结构特征、水与土石混合体的耦合作用、土石混合体三维数值模拟研究、以及土石混合体力学参数快速确定方法等4个方面的研究内容与研究思路。    

18.  空隙分布对功能梯度板件宏观响应的影响  
   程红梅  曹志远  沈晓明《力学与实践》,2009年第31卷第2期
   提出了一种新的功能梯度结构分析的细观元法. 细观元法对结构的常规有限单元内部设置密集细观单元以反映材料细观构造,又通过协调条件将各细观元结点自由度转换为同一常规有限元自由度. 此方法实现了材料细观结构到构件宏观响应的直接过渡分析. 用细观元法来分析细观构造上空隙存在对宏观响应影响,给出了含有不同分布与形状、位置空隙的功能梯度板件的力学量三维分布形态,实现功能梯度材料结构宏、细观间跨尺度分析.    

19.  反映材料微观结构效应的宏观动力特性分析  被引次数:2
   曹志远  傅志平《应用力学学报》,2002年第19卷第4期
   探讨了实现复合材料细观结构与构件宏观动力特性直接关联的细观元法。细观元法先进行宏观单元剖分,然后分析细观结构,将微结构力学量转化为宏观结点量计算。该方法不增加自由度,但使得微结构层次上任意铺设方式和任意微小变化均能在宏观动力特性上得到反映。    

20.  颗粒物质的多尺度结构及其研究框架  被引次数:7
   孙其诚  金峰《物理》,2009年第38卷第4期
   颗粒物质力学的研究刚刚起步,目前很多方面还不完善.文章作者认为,该学科是应用性很强的基础学科,因此提出了从实际应用中去发现科学问题,进而促进颗粒物质力学基础理论发展的研究思路,并以土力学为例做了说明.土是岩石经风化作用,由重力、流水和风力等搬运和沉积而成的产物,是密集颗粒物质体系之一.土粒是构成土体骨架、传递载荷的基本单元,与颗粒间复杂分布的孔隙水、气体共同决定了土体的非线件本构关系、剪胀(剪缩)和应力路径相关等复杂特征.以研究密集分布颗粒体系的颗粒物质力学在近20年内得到充分发展,它侧重现象的机理分析和实验的精细检测,为土力学的基础研究提供了重要启示.基于文章作者多年土力学和颗粒物质力学的研究经验,提出了土体具有多尺度结构的观点:除微观的单颗粒尺度和宏观土体尺度外,细观尺度的力链是颗粒接触力传递的路径,足存在于土体内的相对稳定的结构体.建立了初步的理论研究框架,提出了力链网络的复杂动力学响应决定土体复杂本构关系的基本没想.下一阶段将从理论分析、物理试验和基于自主开发的颗粒离散元模拟3个方面进行研究,逐渐充实土力学多尺度理论体系,以期取得突破.    

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