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Dynamic failure process of expanded polystyrene particle lightweight soil under cyclic loading using discrete element method

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Earthquake Engineering and Engineering Vibration 2024年第4期23卷 815-828页

作者： Zhou, Wei Hou, Tianshun Chen, Ye Wang, Qi luo, yasheng Zhang, Yafei College of Water Resources and Architectural Engineering Northwest A&F University Xianyang China Xi’an Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering Xi’an University of Science and Technology Xi’an China Hanjiang to Weihe River Valley Water Diversion Project Construction Co. Ltd. Xi’an China

Expanded polystyrene (EPS) particle-based lightweight soil, which is a type of lightweight filler, is mainly used in road engineering. The stability of subgrades under dynamic loading is attracting increased research attention. The traditional method for studying the dynamic strength characteristics of soils is dynamic triaxial testing, and the discrete element simulation of lightweight soils under cyclic load has rarely been considered. To study the meso-mechanisms of the dynamic failure processes of EPS particle lightweight soils, a discrete element numerical model is established using the particle flow code (PFC) software. The contact force, displacement field, and velocity field of lightweight soil under different cumulative compressive strains are studied. The results show that the hysteresis curves of lightweight soil present characteristics of strain accumulation, which reflect the cyclic effects of the dynamic load. When the confining pressure increases, the contact force of the particles also increases. The confining pressure can restrain the motion of the particle system and increase the dynamic strength of the sample. When the confining pressure is held constant, an increase in compressive strain causes minimal change in the contact force between soil particles. However, the contact force between the EPS particles decreases, and their displacement direction points vertically toward the center of the sample. Under an increase in compressive strain, the velocity direction of the particle system changes from a random distribution and points vertically toward the center of the sample. When the compressive strain is 5%, the number of particles deflected in the particle velocity direction increases significantly, and the cumulative rate of deformation in the lightweight soil accelerates. Therefore, it is feasible to use 5% compressive strain as the dynamic strength standard for lightweight soil. Discrete element methods provide a new approach toward the dynamic

关键词： lightweight soil cyclic loading dynamic triaxial test discrete element method hysteresis curve

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Dynamic failure process of expanded polystyrene particle lightweight soil under cyclic loading using discrete element method

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Earthquake Engineering and Engineering Vibration 2024年第04期 815-828页

作者： Zhou Wei Hou Tianshun Chen Ye Wang Qi luo yasheng Zhang Yafei College of Water Resources and Architectural Engineering Northwest A&F University Xi'an Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering Xi'an University of Science and Technology Hanjiang to Weihe River Valley Water Diversion Project Construction Co. Ltd.

Expanded polystyrene(EPS) particle-based lightweight soil, which is a type of lightweight filler, is mainly used in road engineering. The stability of subgrades under dynamic loading is attracting increased research attention. The traditional method for studying the dynamic strength characteristics of soils is dynamic triaxial testing, and the discrete element simulation of lightweight soils under cyclic load has rarely been considered. To study the meso-mechanisms of the dynamic failure processes of EPS particle lightweight soils, a discrete element numerical model is established using the particle flow code(PFC) software. The contact force, displacement field, and velocity field of lightweight soil under different cumulative compressive strains are studied. The results show that the hysteresis curves of lightweight soil present characteristics of strain accumulation, which reflect the cyclic effects of the dynamic load. When the confining pressure increases, the contact force of the particles also increases. The confining pressure can restrain the motion of the particle system and increase the dynamic strength of the sample. When the confining pressure is held constant, an increase in compressive strain causes minimal change in the contact force between soil particles. However, the contact force between the EPS particles decreases, and their displacement direction points vertically toward the center of the sample. Under an increase in compressive strain, the velocity direction of the particle system changes from a random distribution and points vertically toward the center of the sample. When the compressive strain is 5%, the number of particles deflected in the particle velocity direction increases significantly, and the cumulative rate of deformation in the lightweight soil accelerates. Therefore, it is feasible to use 5% compressive strain as the dynamic strength standard for lightweight soil. Discrete element methods provide a new approach toward the dynamic p

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基于塑性元件微元化的重塑黄土黏弹塑性本构模型

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岩土工程学报 2024年第3期46卷 624-631页

作者：骆亚生赵程斌孙哲范全牛雨欣李斌西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

基于塑性元件微元化和无穷级数的思想,通过加、卸载条件的三轴蠕变试验建模并通过动力三轴试验验证,建立了重塑黄土的黏弹塑性本构模型,并获得了相应的参数指标。研究表明,该模型可以很好地描述重塑黄土的蠕变、静力和动力特性,且能更... 详细信息

基于塑性元件微元化和无穷级数的思想,通过加、卸载条件的三轴蠕变试验建模并通过动力三轴试验验证,建立了重塑黄土的黏弹塑性本构模型,并获得了相应的参数指标。研究表明,该模型可以很好地描述重塑黄土的蠕变、静力和动力特性,且能更加合理地解释卸载条件下回弹曲线的变化特征。塑性元件微元化的处理方法弥补了以往黏弹塑性本构模型中塑性变形不易描述的缺点,相比其他的黏弹塑性本构模型,该模型应用更加简单且适用范围更广。

关键词：重塑黄土本构模型塑性元件微元化蠕变特性静力特性动力特性

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非饱和黄土的结构性与强度特性的关系

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中南大学学报（自然科学版） 2015年第5期46卷 1838-1844页

作者：张宁宁骆亚生西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

根据原状黄土、重塑黄土和饱和重塑黄土的应力-应变曲线对比,定义黄土结构强度势参数η。通过三轴试验探讨不同围压和含水率对土体结构强度势参数的影响,研究土体结构强度势参数与其抗剪强度指标之间的关系。研究结果表明:围压和含水率... 详细信息

根据原状黄土、重塑黄土和饱和重塑黄土的应力-应变曲线对比,定义黄土结构强度势参数η。通过三轴试验探讨不同围压和含水率对土体结构强度势参数的影响,研究土体结构强度势参数与其抗剪强度指标之间的关系。研究结果表明:围压和含水率是影响土体结构性的2个主要因素,结构强度势参数随不同围压的变化曲线均处在一较狭窄的条带范围内,具有很好的归一性,结构强度势参数随含水率的增大而减小;土体结构强度势参数随着轴向应变的增长先线性增长在达到峰值后又呈指数形式迅速衰减;结构强度势参数与黏聚力具有指数关系,结构强度势参数与内摩擦角具有线性关系;考虑结构强度势参数的抗剪强度准则可以全面地反映具有结构性土体的强度特性,比莫尔-库仑强度准则更符合实际工程。

关键词：非饱和黄土结构强度势参数抗剪强度围压含水率

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复杂参数条件下基于空间应力解的重塑黄土沉降计算方法

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人民黄河 2024年第3期46卷 136-142页

作者：赵程斌骆亚生王博齐国庆孙哲范全西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 陕西省引汉济渭工程建设有限公司陕西西安710038

基于***推出的弹性半空间在荷载作用下内部任意一点的应力分量解析式,得到任意一点土体的空间应力状态,并将其引入沉降计算模型,从而提出将围压参数引入重塑黄土沉降计算的方法。通过应力式加载三轴试验分析了重塑黄土基于偏应力、含水... 详细信息

基于***推出的弹性半空间在荷载作用下内部任意一点的应力分量解析式,得到任意一点土体的空间应力状态,并将其引入沉降计算模型,从而提出将围压参数引入重塑黄土沉降计算的方法。通过应力式加载三轴试验分析了重塑黄土基于偏应力、含水率、围压在内的3个参数对应变发展的影响,得到了重塑黄土在不同参数下的应变规律,提出了重塑黄土应变受多个参数影响的沉降计算公式,并通过工程实例验证了公式的可靠性。结果表明:偏应力、含水率、围压均对重塑黄土的应变有显著影响,其中偏应力、含水率均与重塑黄土的压缩变形正相关,而围压与重塑黄土的压缩变形负相关,且3个参数拟合的重塑黄土应变经验公式效果良好。通过实际工程案例验证,沉降计算结果和实际沉降监测结果基本一致,表明提出的计算方法可以更为合理且便利地应用于重塑黄土工程场地的沉降计算及分析。

关键词：重塑黄土地基沉降计算应变规律模型参数分析

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动扭剪荷载作用下粉煤灰动力特性试验研究

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岩石力学与工程学报 2006年第z1期25卷 3080-3086页

作者：李振骆亚生邢义川西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 中国水利水电科学研究院北京100044

通过动扭剪试验研究饱和粉煤灰的动孔隙水压力特性、动强度特性以及振陷变形特性。饱和粉煤灰在动扭剪试验过程中,随着轴向变形的发展,孔隙水压力呈双曲线型逐渐上升,饱和粉煤灰的动强度及变形特性与饱和黄土非常相似;同时,分析干密度... 详细信息

通过动扭剪试验研究饱和粉煤灰的动孔隙水压力特性、动强度特性以及振陷变形特性。饱和粉煤灰在动扭剪试验过程中,随着轴向变形的发展,孔隙水压力呈双曲线型逐渐上升,饱和粉煤灰的动强度及变形特性与饱和黄土非常相似;同时,分析干密度、固结应力对粉煤灰动力特性的影响。

关键词：土力学粉煤灰动力特性

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Research on Optimal Preload Method of Controllable Rolling Bearing Based on Multisensor Fusion

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Computer Modeling in Engineering & Sciences 2024年第6期139卷 3329-3352页

作者： Kuosheng Jiang Chengrui Han yasheng Chang School of Mechanical and Electrical Engineering Anhui University of Science and TechnologyHuainan232001China School of Optical and Electronic Information Suzhou City University&Suzhou Key Laboratory of BiophotonicsSuzhou215104China State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’an710054China

Angular contact ball bearings have been widely used in machine tool spindles,and the bearing preload plays an important role in the performance of the *** order to solve the problems of the traditional optimal preload prediction method limited by actual conditions and uncertainties,a roller bearing preload test method based on the improved D-S evidence theorymulti-sensor fusion method was ***,a novel controllable preload system is proposed and ***,multiple sensors are employed to collect data on the bearing parameters during preload ***,a multisensor fusion algorithm is used to make predictions,and a neural network is used to optimize the fitting of the preload *** limitations of conventional preload testing methods are identified,and the integration of complementary information frommultiple sensors is used to achieve accurate predictions,offering valuable insights into the optimal preload *** results demonstrate that the multi-sensor fusion approach outperforms traditional methods in accurately measuring the optimal preload for rolling bearings.

关键词： Multi-sensor information fusion neural network preload force

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非饱和黄土在真三维应力状态下的结构变化特性初探

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工程勘察 2005年第6期33卷 5-8页

作者：骆亚生西北农林科技大学水建学院陕西杨凌712100

以应变综合结构势作为土结构性参数,对真三轴条件下的非饱和黄土的结构变化特性进行了初步探讨,分析结果表明:真三轴试验条件下非饱和黄土的结构性参数曲线与常规三轴试验条件下黄土结构性参数曲线具有相同的线形和变化特征;中主应力变... 详细信息

以应变综合结构势作为土结构性参数,对真三轴条件下的非饱和黄土的结构变化特性进行了初步探讨,分析结果表明:真三轴试验条件下非饱和黄土的结构性参数曲线与常规三轴试验条件下黄土结构性参数曲线具有相同的线形和变化特征;中主应力变化对黄土结构强度具有显著影响;真三轴试验条件下,周围压力和含水率对黄土结构性参数的影响规律同于它对常规三轴试验条件下黄土结构性参数的影响。

关键词：非饱和黄土应变综合结构势真三维应力状态结构性

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含水率对结构性参数影响的单变量模型

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第6期45卷 2047-2053页

作者：程大伟骆亚生陈茜郭鸿西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

基于侧限压缩试验分析不同压力条件下原状样和重塑样的割线模量随含水率变化规律,获取割线模量与含水率关系的表达式。基于应变的结构性参数可化简为以割线模量为参量的结构性参数,并将割线模量与含水率关系式代入即可构建含水率对结构... 详细信息

基于侧限压缩试验分析不同压力条件下原状样和重塑样的割线模量随含水率变化规律,获取割线模量与含水率关系的表达式。基于应变的结构性参数可化简为以割线模量为参量的结构性参数,并将割线模量与含水率关系式代入即可构建含水率对结构性参数影响的单变量模型。最后检验含水率对结构性参数影响的单变量模型。研究结果表明:不同压力条件下原状样和重塑样的割线模量均随含水率增大而呈递减趋势,但由于原状样存在明显的结构强度,不同压力下原状样割线模量与含水率关系曲线存在交叉;采用含水率作为单变量描述的结构性参数能够直观地反映土体结构性随含水率的变化规律;不同压力条件下结构性参数随含水率的增大呈递减趋势,但随着压力条件的不同,这种递减趋势存在差异。当压力较小时,结构性参数随含水率递减的趋势较平缓;当压力较大时,结构性参数随含水率递减的趋势是快速递减;在这两者之间则呈现出先平缓递减后快速递减的过渡状态。

关键词：结构性割线模量含水率单变量模型侧限压缩试验

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饱和土的三轴渗透试验研究

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路基工程 2006年第6期 32-33页

作者：李平骆亚生西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

通过对饱和土进行三轴渗透试验,研究了初始孔隙比、固结度、围压力等因素对渗透特性的影响,并提出了相应的关系表达式。

关键词：饱和土三轴渗透试验研究

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