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基于裂离参量的粒状土颗粒破碎量化方法

岩土工程学报 2013年第12期35卷 2179-2185页

作者：徐日庆畅帅李雪刚陆建阳浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058

以粒组为分析对象,将颗粒破碎引起粒状土级配变化的过程划分为3个阶段。在此基础上,针对单个粒组与粒状土整体的颗粒破碎情况分别提出了裂离比Rk与加权裂离率Bd的新概念。在进行等比级数简化假设的基础上,给出了两者的计算方法。研究已... 详细信息

以粒组为分析对象,将颗粒破碎引起粒状土级配变化的过程划分为3个阶段。在此基础上,针对单个粒组与粒状土整体的颗粒破碎情况分别提出了裂离比Rk与加权裂离率Bd的新概念。在进行等比级数简化假设的基础上,给出了两者的计算方法。研究已有文献中搜集的21组颗粒破碎试验资料发现:在所研究的围压范围内,对于不同粒状土材料,Bd–3均呈现出线性关系。且对于多数试验结果,该关系存在一个明显的斜率折点。综合考虑围压、母岩强度与原始级配对Bd的影响发现,对于灰岩、角砾岩、砂岩料等不同粒状土材料,Bd的变化规律具有归一性。整理已有试验资料中不同粒状土的加权裂离率Bd与破碎率Bg发现,Bd与Bg间存在一定的指数化关系。最后通过优势分析,指出基于裂离参量的粒状土颗粒破碎量化方法有其自身的特点与优势,具备广阔的研究前景。

关键词：粒状土颗粒破碎裂离比加权裂离率

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球应力循环加载下粒状土变形规律与本构描述

清华大学学报（自然科学版） 2010年第9期50卷 1365-1368页

作者：于艺林王富强张建民清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为评价动力作用下饱和砂土的变形,通过试验,研究了球应力循环加载下饱和砂土的变形规律,提出描述各变形分量的本构模型。通过系列的饱和砂土球应力循环加载的动力三轴试验,分析体积应变和偏应变随循环次数的变化规律;从细观组构角度分... 详细信息

为评价动力作用下饱和砂土的变形,通过试验,研究了球应力循环加载下饱和砂土的变形规律,提出描述各变形分量的本构模型。通过系列的饱和砂土球应力循环加载的动力三轴试验,分析体积应变和偏应变随循环次数的变化规律;从细观组构角度分析粒状土各变形分量的产生原因;给出弹性和塑性模量表达形式,描述各变形分量的发展规律。结果表明:不可逆性压缩体应变随循环次数不断累积,累积速率随累积量增加而降低;可逆性压缩体应变呈现可恢复的循环变化,可采用弹性方法描述;可逆性和不可逆性偏应变量相对较小,可以忽略。

关键词：土动力学粒状土球应力循环变形规律

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高应力粒状土中球形孔的扩张问题

岩石力学与工程学报 2002年第8期21卷 1209-1214页

作者：张季如武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

考虑粒状土在高应力下的应力-应变-体变关系和非线性强度特性,依据孔扩张过程中的能量守恒和体变平衡原理,给出扩孔极限压力的解答,用于估算临界深度以下静力触探或桩尖的贯入阻力。分析表明,扩孔极限压力取决于粒状土的应力-应变-体变... 详细信息

考虑粒状土在高应力下的应力-应变-体变关系和非线性强度特性,依据孔扩张过程中的能量守恒和体变平衡原理,给出扩孔极限压力的解答,用于估算临界深度以下静力触探或桩尖的贯入阻力。分析表明,扩孔极限压力取决于粒状土的应力-应变-体变关系和强度特性,与上覆土压力大小无关。计算结果表明,考虑曲线型强度包线将减小扩孔极限压力,与中密砂土的静力触探贯入阻力经验值对比,初步证实了该理论的正确性。

关键词：球形孔扩张粒状土高应力极限压力贯入阻力

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粒状土直剪试验的二维离散元模拟

粒状土直剪试验的二维离散元模拟

作者：荆鹏北京交通大学

学位级别：硕士

直剪试验具有诸多优点,长期以来作为粗粒土主要的试验方法之一来获得较为可靠的土体抗剪强度。然而其固有的缺陷和局限性也不容忽视。因此,通过颗粒流数值模拟方法从微观颗粒的角度来认识土体颗粒本身在剪切过程中的受力与变形的情况,... 详细信息

直剪试验具有诸多优点,长期以来作为粗粒土主要的试验方法之一来获得较为可靠的土体抗剪强度。然而其固有的缺陷和局限性也不容忽视。因此,通过颗粒流数值模拟方法从微观颗粒的角度来认识土体颗粒本身在剪切过程中的受力与变形的情况,进而优化其试验结果,极具实际意义。本文首先总结国内外关于直剪试验的颗粒流模拟、以及直剪试验的特点,从而分析了颗粒流数值模拟的基本原理和方法,建立了普通直剪试验和大型直剪试验的二维离散元模型。其次,标定了模型试验的细观输入参数,得到了细观输入参数对试验宏观性质的影响,进而对室内试验进行了仿真对比,估算了粒状土直剪试验的应变。最后基于直剪试验缺陷探讨,提出了三种优化方法。得到了以下结论： (1)借助PFC2D颗粒流方法,可以较准确地模拟粒状土的直剪试验过程,进而对直剪试验的缺陷进行微观机理的分析,试验结果可信,试验成本非常低。 (2)通过颗粒流模拟的粒子位移场监测,得到直剪试验的剪切带宽度范围,接近较早之前的研究结论,进而估算了粒状土体材料的整体正应变和剪应变。 (3)模拟结果表明使用反向加载机构可以考虑侧壁摩擦力对于正应力的影响;侧壁摩擦力与竖向位移-剪位移关系曲线较为吻合。对比室内试验与修正的结果表明,剪切盒侧壁的摩擦力对于强度参数的影响并不十分明显。 (4)利用颗粒流模拟粒状土剪切运动的规律并结合应力分析提出了剪切面偏转修正的数学公式,修正结果表明其影响不应当忽略。这不同于剪切面积改变的影响,剪切面积改变对强度影响不大,可以接受。 (5)从剪切面积改变和剪切面偏转的修正结果来看,非标直剪试验的试验结果并非差于标准试验(直径0.0618m)。

关键词：粒状土直剪试验剪切带离散元颗粒流直剪缺陷直剪修正

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离散单元法对粒状土的微观特性研究探讨

工程地质学报 2012年第4期20卷 607-613页

作者：赵学亮赫建明董高峰李腾飞吴方华东南大学土木工程学院南京210096 中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室北京100029 青海省环境地质勘查局西宁810007 锦宸集团有限公司姜堰225500

粒状土的微观结构和微观力学被认为是其宏观力学和体积特性的内在根本因素,近年来得到越来越多的关注和研究。离散单元法作为一种研究颗粒材料的数值模拟计算方法,比试验方法快捷、简便、经济,而且能够容易得到在实验室试验中很难或无... 详细信息

粒状土的微观结构和微观力学被认为是其宏观力学和体积特性的内在根本因素,近年来得到越来越多的关注和研究。离散单元法作为一种研究颗粒材料的数值模拟计算方法,比试验方法快捷、简便、经济,而且能够容易得到在实验室试验中很难或无法得到的更多重要的微观结构和微观力学的信息,近年来得到越来越多应用。本文介绍了离散单元法对土的微观特性研究的一些最新方法和进展,对数值建模中的一些重要方面如比重(质量)放大、树脂薄膜模拟等方面进行了阐述,对离散单元法在土的微观结构分析(如颗粒旋转、颗粒位移、中尺度孔隙率分布)的一些最新研究作了分析和介绍。分析表明,离散单元法是研究粒状土的微观特性的一个有力工具,可以对土的宏观特性从微观角度得到更好的解释和认识。

关键词：粒状土离散单元法数值建模微观特性

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状态相关的粒状土/粘土统一本构模型

状态相关的粒状土/粘土统一本构模型

作者：翟明悦中南大学

学位级别：硕士

粒状土、粘土以及两者所构成的土石混合料常作为填料被广泛应用于土木工程各领域中,其强度和变形问题会引起诸多结构劣化、失稳等灾害。对粒状土、粘土及土石混合料的力学特性开展研究具有十分重要的工程价值和理论意义。针对粒状土/粘... 详细信息

粒状土、粘土以及两者所构成的土石混合料常作为填料被广泛应用于土木工程各领域中,其强度和变形问题会引起诸多结构劣化、失稳等灾害。对粒状土、粘土及土石混合料的力学特性开展研究具有十分重要的工程价值和理论意义。针对粒状土/粘土强度与变形特性的异同,建立状态相关的粒状土/粘土统一本构模型,主要工作如下:(1)提出了新的颗粒破碎指标,建立了一个简单明确的考虑颗粒破碎影响的临界状态线演化模型,对Been&Jefferies提出的状态参数进行修正。在李相崧等提出的状态相关本构模型的基础上,建立了考虑颗粒破碎的粒状土状态相关本构模型。(2)采用下加载屈服面对上述模型的屈服函数进行改进,在下加载面的基础上定义了状态参数。此外,引入极限孔隙比来对高应力下颗粒破碎存在极限这一现象进行描述。基于这两点改进建立了高应力下考虑颗粒破碎的砂土下加载面本构模型。(3)建立了同时适用于粒状土及粘土的临界状态线及正常固结线公式,并选取了粒状土及粘土的试验数据进行验证。在下加载面的基础上,将超固结粘土的超固结参数引入到状态参数中,建立了状态相关的超固结粘土本构模型。建立的状态参数既能考虑粒状土的颗粒破碎,又能考虑粘土的超固结特性。最后,对建立的状态相关的粒状土/粘土统一本构模型在描述土石混合料力学特性时展开了初步讨论。图46幅,表8个,参考文献88篇

关键词：粒状土粘土颗粒破碎状态参数本构模型

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异向性粒状土浅基极限承载力

苏州城建环保学院学报 1995年第1期8卷 21-32页

作者：陈越

本文应用笔者此前所提出的粒状材料强度异向性规律的理论表示式和异向性粒状体的ｋｔｔｅｒ塑性应力场方程式，将浅基极限承载力的Ｐｒａｎｄｔｌ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ理论解（γ＝０）和Ｃｏｋｏ数值解（γ≠０）拓展到异向性粒状土地基... 详细信息

本文应用笔者此前所提出的粒状材料强度异向性规律的理论表示式和异向性粒状体的ｋｔｔｅｒ塑性应力场方程式，将浅基极限承载力的Ｐｒａｎｄｔｌ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ理论解（γ＝０）和Ｃｏｋｏ数值解（γ≠０）拓展到异向性粒状土地基中。这些结果都可表示为不依赖于强度参量ｔｇψ（ζ）的具体假定形式的一般形式；这些结果还都已设定成在必要时可按拟静法考虑水平地震荷载效应的形式。

关键词：浅基础各向异性粒状土极限承载力解析解

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支于粒状土的沉管夯扩桩的实践与认识

福建建筑 1994年第3期 16-17,22页

作者：简洪钰林奇田建平陈为群陈书申福建建专基础工程公司 350007

本文以三明市支于粒状土层沉管夯扩桩的使用情况与检测结果为依据,对技术经济问题进行讨论。实践证明,该桩型具有穿透能力强、施工速度快、单桩负荷大、工程造价低等优点。该桩型不仅在沿海沉积地层适用,对山区埋藏粒状土层的河流阶地... 详细信息

本文以三明市支于粒状土层沉管夯扩桩的使用情况与检测结果为依据,对技术经济问题进行讨论。实践证明,该桩型具有穿透能力强、施工速度快、单桩负荷大、工程造价低等优点。该桩型不仅在沿海沉积地层适用,对山区埋藏粒状土层的河流阶地及山前冲洪积扇地带尤其适用.按照三明已有的设计,取单桩承载力标准值R_k=750KN时,桩基造价,对多层住宅约为沉管灌注桩的3/4、砼预制桩的2/3、人工挖孔桩的1/2.根据检测结果,可望进一步降低。因而该桩型具有较高的推广价值。

关键词：粒状土沉管夯扩桩河流阶地冲积扇

K0加载／卸载条件下粒状土集合线构的变化情况

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水利水电快报 2005年第7期26卷 33-33页

研究了在K0加载／卸载条件下线构的变化情况。利用现场模拟器控制大样品的K0加载／卸载。这些样品采用空气-撒砂法制备。在每个加载阶段，测量各个传播方向的波速。根据微观力学和声波传播理论，反算出颗粒物集合的精微参数，以便评估K... 详细信息

研究了在K0加载／卸载条件下线构的变化情况。利用现场模拟器控制大样品的K0加载／卸载。这些样品采用空气-撒砂法制备。在每个加载阶段，测量各个传播方向的波速。根据微观力学和声波传播理论，反算出颗粒物集合的精微参数，以便评估K0加载／卸载期间粒状土线构的变化情况。本研究中，模拟几何线构所采用的线构张量等级为2等和4等。

关键词：变化情况卸载条件粒状土加载集合传播方向传播理论微观力学模拟器颗粒物样品波速