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1.
土的工程力学性质的颗粒流模拟   总被引:23,自引:0,他引:23  
周健  池永 《固体力学学报》2004,25(4):377-382
基于颗粒流理论,引入不同的颗粒接触连接本构模型,分别建立了砂土和粘性土的颗粒流模型.通过颗粒流数值模型试验,对砂土和粘性土的室内平面应变试验及其剪切带形成和发展进行了数值模拟,分别对比了不同围压下颗粒流试样与室内试验的应力应变关系曲线,基本再现了砂土和粘性土试样应力.应变关系.通过砂土和粘性土PFC试样剪切带模拟表明,当围压较小时试样内部颗粒位移量小而且分布范围较广,当围压增大时,试样内部颗粒位移量也增大,而且发生较大位移颗粒的分布范围趋于集中,同时随着围压的增大试样内部形成明显的剪切带.无论砂土还是粘性土的PFC试样,随着围压的增加剪切带的形状趋于集中,而且剪切带宽度在减小.在围压很小时,试样内形成大的破坏区域,在围压较大时出现明显的线破坏区.这些规律基本与室内试验结果相似。  相似文献
2.
为了明确岩石破坏的能量演化特性,结合单轴实验和颗粒流程序获得花岗岩的细观力学参数,进行不同应力状态的花岗岩实验,研究不同围压下花岗岩破坏过程的能量演化机理并推导能量屈服准则.获得以下主要结论:花岗岩破坏过程中低围压下内部损伤出现较早而高围压较晚,表明低围压花岗岩内部损伤是渐进发展过程,而高围压下内部损伤一旦出现便快速发展破坏;高围压花岗岩峰值前一定应变范围弹性应变能基本保持不变,吸收的能量全部转化为耗散能,表明高围压破坏时花岗岩内部损伤程度严重;弹性应变能经历不断积累并达到弹性储能极限而后减小的变化过程,而弹性储能极限与围压之间存在线性变化规律,因此高围压下岩体开挖卸荷时极易诱发大量弹性应变能的急剧释放,引起围岩失稳甚至发生岩爆;花岗岩峰值破坏时的能量比与围压无关,为一定值;基于能量原理导出了能量屈服准则,该准则包含岩性参数和所有主应力,能够综合反映岩石破坏影响因素.  相似文献
3.
The failure behavior of intermittent jointed rocks is dependent on joint configurations. Joint inclination angle and continuity factor determined the joint arrangement in a rectangular numerical sample that was established by using the particle flow code approach. To identify the differences in the failure processes of identical intermittent jointed samples, uniaxial compressive and shear loads were applied on each sample. The crack growth path presented the four typical crack coalescence patterns identified via compressive and shear numerical tests. The crack coalescence pattern was associated with joint slant angle and continuity factor. The observed crack coalescence patterns of every sample with the same inclination angle and continuity factor were partially identical under compressive and shear loading. The differences in the crack patterns of the compressive and shear failure processes were described and compared. Typical compressive and shear failure processes were illustrated. Four compressive and three shear failure modes were identified. The cracking location and number of cracks in each failure mode were different. Additionally, the contact force evolution among particles during shear and compressive loading was different and likely accounted for the differences in cracking patterns. Under compressive or shear loading, the contact force concentration in each sample underwent the following stages: uniform distribution before loading, concentrated distribution, and scattered distribution after failure.  相似文献
4.
为能更好地分析砂土在剪切过程中的体积变化及力学行为,通过PFC3D颗粒流程序,按照室内实际级配建立数值试样,进行了不同垂直压力下的砂土直剪试验模拟,并将模拟结果与室内试验结果进行了对比;研究了砂土在剪切过程中的体积变化,并用两种方法分析了砂土剪切带的演变过程;从细观角度对试样颗粒的速度场及力链网络的发展变化进行了分析研究。结果表明,数值模拟结果与室内试验结果基本一致,砂土的体积变化表现为先剪缩后剪胀,剪胀量与垂直压力成反比;剪切带厚度约为11~12倍d50,在剪切带内颗粒的位移和欧拉角变化较大;试样内部强力链的演变较为明显,力链网络对外荷载变化的敏感性很高;剪切过程中上盒颗粒速度场方向的变化能够较好地解释砂土产生的剪胀现象。  相似文献
5.
金磊  曾亚武 《计算力学学报》2016,33(5):753-759,790
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。  相似文献
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