检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩体结构面直剪力学行为的颗粒流分析

太原理工大学学报 2021年第4期52卷 542-546页

作者：杨泽进张昌锁王晨龙太原理工大学矿业工程学院太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 煤炭工业太原设计研究院集团有限公司太原030001

采用颗粒流程序重点研究了岩体结构面直剪力学行为,分析了粘结解绑法和光滑节理接触法模拟结构面剪切力学行为的可行性。颗粒的尺寸和位置随机分布会引入一定的粗糙度,进而造成粘结解绑法结构面剪切过程中产生非实际的应力集中现象;结... 详细信息

采用颗粒流程序重点研究了岩体结构面直剪力学行为,分析了粘结解绑法和光滑节理接触法模拟结构面剪切力学行为的可行性。颗粒的尺寸和位置随机分布会引入一定的粗糙度,进而造成粘结解绑法结构面剪切过程中产生非实际的应力集中现象;结构面两侧颗粒在剪切过程中容易穿越结构面而引起颗粒间接触模型的不合理设置,使得光滑节理接触法结构面产生非实际应力集中现象,采用结构面相交接触判别法和结构面两侧颗粒组接触判别法解决光滑节理接触法存在的弊端。通过摩擦角为57°的岩体平直结构面在法向应力为3 MPa、5 MPa和7 MPa的直剪模拟与理论值对比分析,验证了结构面两侧颗粒组接触判别法能够真实模拟岩体结构面剪切力学行为的结论。

关键词：岩体工程安全性岩体结构面剪切力学行为颗粒流分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石动态巴西圆盘实验中的过载现象

爆炸与冲击 2021年第4期41卷 126-137页

作者：夏开文余裕超王帅吴帮标徐颖蔡英鹏天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300372 天津大学建筑工程学院天津300350

巴西圆盘实验是国际岩石力学与工程学会(ISRM)推荐的测量岩石静态拉伸强度的方法之一,也是该学会推荐的唯一测量岩石动态拉伸强度的方法。但是巴西圆盘实验得到的静态或者动态拉伸强度往往较真实值偏大,其中一个原因是所谓的过载现象,... 详细信息

巴西圆盘实验是国际岩石力学与工程学会(ISRM)推荐的测量岩石静态拉伸强度的方法之一,也是该学会推荐的唯一测量岩石动态拉伸强度的方法。但是巴西圆盘实验得到的静态或者动态拉伸强度往往较真实值偏大,其中一个原因是所谓的过载现象,而且其相应的过载效应在动态巴西圆盘测试中尤为明显。为探究岩石材料动态劈裂拉伸强度的过载效应机理及其率相关性,利用SHPB实验装置开展了不同加载率条件下的动态巴西圆盘实验,对岩石材料劈裂拉伸强度的过载特性进行了定量分析;结合颗粒流程序进行了相关实验的数值模拟,得到了圆盘破裂的微观过程。结果表明:(1)动态巴西圆盘实验得到的岩石拉伸强度存在明显的过载现象,圆盘试样拉伸强度的过载比随加载率增加呈对数形式增加;(2)依据动态拉伸强度实验结果对模型参数引入率相关性后,模拟观察到的过载效应更加贴近实验观测。这些结果表明巴西圆盘实验中拉伸强度的过载现象是客观存在的,其机理与试样的圆盘构型以及测试方法有关。结合实验和数值结果,解释了巴西圆盘实验的过载机理,证明了动态巴西圆盘实验修正的必要性并给出了相应的方案,以获取岩石材料的真实动态拉伸强度。

关键词：动态巴西劈裂过载现象真实拉伸强度率相关性颗粒流分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

非洲滨海地区粉细砂路基砂芯压实施工技术

公路交通科技 2019年第6期36卷 31-40页

作者：袁建李曼容罗志刚钱劲松中国路桥工程有限责任公司北京100011 同济大学道路与交通教育部重点实验室上海200092

为了研究粉细砂的压实性能以保证其压实度,使其更好地应用于滨海地区的路基工程,针对"侧限+砂芯"粉细砂路基结构,采用室内击实试验和颗粒流数值模拟方法,辅以现场试验段测试验证,分析了粉细砂的压实机理,明确了外力大小、压实方式、碾... 详细信息

为了研究粉细砂的压实性能以保证其压实度,使其更好地应用于滨海地区的路基工程,针对"侧限+砂芯"粉细砂路基结构,采用室内击实试验和颗粒流数值模拟方法,辅以现场试验段测试验证,分析了粉细砂的压实机理,明确了外力大小、压实方式、碾压遍数对粉细砂压实的作用效果,结果表明:粉细砂填筑宜采用"静载+振动"的压实组合,压实遍数存在最优值,一般压实遍数控制在10遍,压实时应选择合理的施工含水率,通常控制在10%。同时,结合粉细砂松散不易压实成型、透水性强的材料特点,分析总结了粉细砂运输、摊铺、洒水、碾压等工序各自的施工要点及注意事项,尤其应注意防止路基基底积水和表层失水松散。对"砂芯+土质包边"结构,推荐提出了砂芯-包边同步施工方法,以保证砂芯边缘的压实与二者界面的紧密结合。总之,粉细砂砂芯压实施工的关键,在于使施工工艺充分匹配粉细砂的材料特点。具体的工程参数与工序组织则应依据室内试验与路基试验段测试确定。

关键词：道路工程砂芯压实技术颗粒流分析填砂路基粉细砂

不同围压下裂隙位置对复合岩样力学特性的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

矿业研究与开发 2023年第1期43卷 67-75页

作者：许可肖桃李赵云峰折海成长江大学城市建设学院湖北荆州市434023

为研究不同围压下裂隙位置对层状复合岩石力学特性的影响,采用颗粒流软件PFC^(2D)建立含预制单裂隙的复合岩样数值模型,对复合岩样的应力应变、体积变化,及相关应力阈值进行分析。结果表明:(1)随着围压的增加,岩样破坏特征的影响因素是... 详细信息

为研究不同围压下裂隙位置对层状复合岩石力学特性的影响,采用颗粒流软件PFC^(2D)建立含预制单裂隙的复合岩样数值模型,对复合岩样的应力应变、体积变化,及相关应力阈值进行分析。结果表明:(1)随着围压的增加,岩样破坏特征的影响因素是以裂隙的位置为主导转变为以围压为主导;(2)当围压不变时,随着裂隙位置在软岩中、结合面处、硬岩中的改变,岩样产生扩容形变历时明显延长,变形量显著增加,剪胀性强度减弱;(3)随着围压增加,复合岩样的强度增大,但裂隙的存在会明显削弱复合岩样的强度,其中裂隙在硬岩中时削弱程度最小;(4)裂隙在软岩中、结合面处与硬岩中,岩样的应力阈值依次递增,随着围压的增大,裂隙位置对起裂应力变化规律的影响占主导,但对损伤应力与峰值应力变化规律影响减弱。研究成果对实际工程建造和设计具有一定的指导性意义。

关键词：围压复合岩层预制单裂隙裂隙位置颗粒流分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

某弃渣场边坡稳定性及地震响应分析

某弃渣场边坡稳定性及地震响应分析

作者：张渊博兰州交通大学

学位级别：硕士

随着交通工程的快速发展,大型隧道工程日益增多,隧道开挖产生的工程弃渣的堆积规模越来越大。为尽可能多地堆积弃渣,很多弃渣场都存在超载堆渣的现象,加之弃渣体因其本身物理力学性质、当地地质条件及弃渣场设计参数等因素影响,故而存... 详细信息

随着交通工程的快速发展,大型隧道工程日益增多,隧道开挖产生的工程弃渣的堆积规模越来越大。为尽可能多地堆积弃渣,很多弃渣场都存在超载堆渣的现象,加之弃渣体因其本身物理力学性质、当地地质条件及弃渣场设计参数等因素影响,故而存在较多的病害隐患。本文基于离散元的颗粒流分析方法,以室内物理力学试验和数值模拟相结合,对某铁路隧道弃渣场建立设计库容和超载库容两种边坡模型,开展了对天然、地震和降雨三种工况下的弃渣场失稳破坏过程及滑坡机理的边坡稳定性研究。本文的主要研究工作及成果如下:(1)通过对研究区弃渣场现场调查取样,进行室内土工试验,获取弃渣的物理力学参数。运用PFC软件建立直剪试验模型,根据细观参数的变化规律,不断试错调整弃渣的细观参数,建立颗粒流细观参数和宏观参数之间的变化关系,使得其细观力学特征与宏观力学特性基本一致。(2)根据标定好的弃渣细观参数,运用分层级配法建立设计库容和超载库容弃渣场边坡模型,以重力增加法模拟天然工况弃渣场边坡的失稳破坏过程,通过对边坡失稳过程、弃渣边坡位移变化、拦渣坝水平推力和土体应力变化四方面对比分析设计库容和超载库容边坡的失稳破坏特征和滑坡机理。模拟结果表明:设计库容边坡失稳过程表现出推移式滑坡的特征,超载库容滑坡则为牵引式滑坡。堆渣量的增多,使得相同位置土体位移和应力增大,拦渣坝墙后水平推力是设计工况的3.4倍,土体滑移量和滑距也大大增加。数值模拟结果与极限平衡法结果对比发现,设计库容弃渣场的边坡安全系数为2.562,超载库容的边坡安全系数为1.573。与颗粒流程序得出的安全系数2.4和1.4相比,其安全系数较大、滑动面积更大,主要是因为颗粒流中将弃渣划分为每一个独立球体,更符合实际边坡失稳的破坏机理。(3)根据弃渣场抗震等级,选取ELcentro地震波进行加载,模拟弃渣场边坡在地震作用的失稳破坏过程。模拟结果表明:无论是设计库容还是超载库容边坡,地震作用下其边坡内部土体应力增大且变化频率加快,近临空面处土体快速滑移后其竖向应力和切应力迅速降低至0。与天然工况一致,设计库容边坡失稳破坏模式为推移式滑坡。超载库容边坡失稳破坏模式为牵引式滑坡,受地震波扰动,坡体产生大面积滑移,最大滑距达21.83m,大量弃渣冲出拦渣坝后威胁谷口居民生命财产安全。计算所得边坡滑动面与极限平衡法计算结果一致,证明研究区超载弃渣场在地震作用下会产生大面积滑坡。(4)在模拟降雨条件时,建立流体单元模拟雨水入渗。从边坡失稳破坏结果来看:设计库容边坡失稳运动中连续台阶处土体虽出现滑坡现象但滑距较小,对整个土体影响较小。超载库容边坡在持续性降雨作用下,分级台阶坡肩处土体强度降低后向下滑移牵引中上部土体大面积滑移冲出拦渣坝,整体边坡对拦渣坝的水平推力达到所有工况最大值4.78×10N,极有可能造成弃渣场溃坝。土体位移方面,坡体内部因降雨作用有限,位移均在0.7m以下,坡表土体位移受雨水下渗在整个滑坡过程中呈持续增大的趋势。在两种库容边坡模型中,由于弃渣受雨水下渗后自重增大加之中上部土体推移作用,相同位置土体所受竖向应力和切应力较天然和地震工况大幅增加。(5)针对上述工况可能发生的滑坡运动和当前弃渣场的现有病害问题,提出分级台阶堆渣、削坡减载、坡脚压坡、渣土边缘线加设截水沟和临时排水沟的工程防治措施和加筋麦克垫+高性能生态基材的生态复绿技术,旨在提高研究区弃渣场边坡稳定性,降低滑坡、泥石流等地质灾害发生概率,为国内超载弃渣场处置方案提供理论基础和研究方向。

关键词：弃渣场边坡稳定性地震响应流固耦合分析颗粒流分析

强震地表破裂带附近桥梁地震反应拟静力实验及数值模拟

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

强震地表破裂带附近桥梁地震反应拟静力实验及数值模拟

作者：张昊南防灾科技学院

学位级别：硕士

基于性能的桥梁抗震设计方法得到广泛应用,但近/跨断层等极端地震作用下桥梁的破坏机理研究不多,这对强震频发、断裂带纵横交错地域桥梁的修建及在役运行带来了严峻的挑战。为试探究桥梁场地在基岩位错下受其覆盖层土体破裂的机理和桥... 详细信息

基于性能的桥梁抗震设计方法得到广泛应用,但近/跨断层等极端地震作用下桥梁的破坏机理研究不多,这对强震频发、断裂带纵横交错地域桥梁的修建及在役运行带来了严峻的挑战。为试探究桥梁场地在基岩位错下受其覆盖层土体破裂的机理和桥梁的抗断裂能力,本文基于强震地表破裂场地对桥梁震害的分析,研制了紧邻倾滑型强震地表破裂场地桥梁模型实验装置和同步加载系统;完成了7种典型工况的紧邻倾滑型强震地表破裂带桥梁震害实验;并基于实验结果初步给出了紧邻发震断裂带桥梁场地破坏的仿真分析程序。主要内容有:(一)对不同土性(砂、粘性土)的覆盖层土体进行了低倾角逆断层自由场地实验。(1)粘性土场地浅表层的不均匀沉降影响范围更广,约为砂土场地的1.5倍;两种土性地表的不均匀沉降差远远大于规范的0.01°可达2°。(2)两种土性的土压力变化都主要集中在覆盖层的深层土体,而表层土未受到明显扰动;粘性土场地在深层土体的影响范围超过砂土场地。(二)对砂土覆盖层土体进行了低倾角逆断层桥梁场地实验和对应的自由场地实验。(1)桥梁非自由场地的不均匀沉降影响范围更广,约为自由场的1.5倍;在桥梁场地完全破裂时,上盘出现不均匀性凹陷,约为自由场的3倍;土体表面出现的张拉破裂带引起的不均匀沉降,约为自由场的3倍;桥梁场地的不均匀沉降差远远大于规范的0.01°可达6°。(2)桥梁场地对覆盖层土体中部的土压力影响宽度更大。(三)对砂土覆盖层土体进行了高倾角正断层桥梁场地实验和对应的自由场地实验。(1)自由场地和桥梁场地的不均匀沉降影响范围差别不大,在桥梁场地完全破裂时,土体表面张拉破裂带引起的不均匀沉降相对自由场地较小,推测桥梁结构的存在的对此类场地的不均匀沉降有抵御作用。(2)桥梁场地在覆盖层土体中部土压力影响范围与自由场地相差不大。(四)改变断层倾角,对逆断层砂土覆盖层桥梁场地实验进行了对比分析。(1)低倾角桥梁场地的地表破裂带影响范围比高倾角桥梁场地的更大约为其2倍,但高倾角时不均匀沉降差和倾斜度更大约为其1.5-2倍;低倾角时在基岩位错较大时在主破裂带上盘出现张拉凹陷,而高倾角时在较小基岩位错时出现上盘张拉凹陷并随着基岩加载位移量增大凹陷区增大。(2)低倾角时覆盖层底、中部土压力影响范围比高倾角的更大,而在覆盖层浅表面高倾角土压力影响范围远大于低倾角时。(3)随着断层倾角增大,桥面板的应变约为其它增大位置处的3-5倍,造成了桥面板的开裂破坏。(五)改变断层类型,对高倾角砂土覆盖层桥梁场地实验进行了对比分析。(1)逆断层桥梁场地在较小基岩位错时在上盘主破裂带出现张拉凹陷并随着基岩位错增大凹陷区增大;正断层桥梁场地沿着基岩两盘断裂的垂直方向在土体表面出现一定深度的张拉破裂带及其上盘出现表面凹陷。逆断层桥梁场地的不均匀沉降影响范围更大,约为正断层桥梁场地的1.5倍;正断层桥梁场地实验的沉降差更大,在逆断层桥梁场地完全破裂时,上盘出现不均匀凹陷;正断层桥梁场地土体表面张拉破裂带引起的不均匀沉降,约为逆断层桥梁场地的2.5倍。(2)当基岩位错很大时,正断层桥梁场地的桥面板放大系数相对逆断层桥梁场地提高到了2.0;正断层桥梁场地桥面板应变明显增大,约为其它增大位置处的2～2.5倍。(六)改变覆盖层土体,对高倾角正断层桥梁场地实验进行了对比分析。(1)两种土性场地不均匀沉降范围比较接近;砂土场地不均匀沉降差在场地完全破裂时,粘性土场地不均匀沉降差更大。(2)砂土桥梁场地相对粘性土桥梁场地,桩体、承台应变没有明显的改变;粘性土覆盖层场地桥墩的应变比砂土桥梁场地提高了3倍;粘性土覆盖层场地桥面板应变急剧增加,比砂土覆盖层场地应变增大了15倍。(七)基于同工况的大尺寸现场模型实验对比验证分析,较为符合地开发出了强震地表破裂桥梁场地数值仿真分析程序。

关键词：强震地表破裂模型实验桥梁震害颗粒流分析

盾构竖井垂直顶升施工阶段隧道和上覆地层力学响应研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

盾构竖井垂直顶升施工阶段隧道和上覆地层力学响应研究

作者：徐世杨华南理工大学

学位级别：硕士

垂直顶升法,是指在已建隧道内部,通过液压千斤顶等设备,将竖井朝上闷顶并穿出土层,形成竖向管道的一种工法。该技术在国内水工盾构工程中得到广泛的应用。而电力、综合管廊、地铁风井等非水下盾构隧道工程中常需要建立竖井,以满足通风... 详细信息

垂直顶升法,是指在已建隧道内部,通过液压千斤顶等设备,将竖井朝上闷顶并穿出土层,形成竖向管道的一种工法。该技术在国内水工盾构工程中得到广泛的应用。而电力、综合管廊、地铁风井等非水下盾构隧道工程中常需要建立竖井,以满足通风、排烟等功能。传统的自上而下开挖基坑施作竖井的工法,存在工期长、成本高,易受环境影响等缺点。因此有必要将垂直顶升法推广到非水下盾构隧道的竖井施工中。而确定顶升过程隧道受力和变形特征以及上覆土层的破坏响应规律是垂直顶升技术应用的关键,因此对垂直顶升阶段隧道和上覆地层力学响应展开研究具有十分重要的意义。为此,本文以广州某拟建电力盾构隧道工程为依托,采用模型试验探究垂直顶升阶段隧道的受力和变形响应、顶升力的变化规律以及上覆土层的宏观破坏特征,在此基础上,结合有限元数值模拟,探究顶升力最大值时垂直顶升诱发的管片和接头变形规律,并采用离散元手段建立与试验条件一致的垂直顶升颗粒流模型,从细观角度出发分析上覆土层破坏响应,得到一些有益结论。研究内容与取得成果总结如下:(1)以广州典型外径为6m某拟建电力盾构隧道为原型,设计了缩尺垂直顶升试验,设置覆土厚度分别为1D和2D/3(D为隧道外径)作为不同工况,探究了垂直顶升过程隧道受力变形特征和上覆土层宏观破坏响应。结果表明:顶升前期隧道整体下降,腰部收敛,拱顶和拱底下沉。顶升后期,隧道整体抬升,腰部扩张。垂直顶升对环向应力的影响集中在开口环及相邻两环标准环,底部接头错台以开口环与相邻环之间接缝最明显;顶升力经历显增段→显降段→渐降段,最大值发生在土层被压缩到极限的时刻;上覆土层宏观上先后经历压密剪切→局部破坏开裂→裂隙扩展→破坏面贯通→裂隙变宽→形成土柱→土层重分布→填充裂隙的过程,剪切破坏面近似满足三次函数分布,并非遵循线性分布,顶部破坏范围显著大于现有研究中的经验取值范围。(2)在模型试验基础上,结合有限元数值分析,完成顶升力最大值时管片变形和接头变形分析,结果表明,管片变形的计算结果与试验结果比较吻合,环缝张开量最大值发生在开口两环接缝底部,错台量最大值发生在开口环与相邻环间接缝底部。此外,进行了管片变形对不同影响因素敏感性分析,提出了合理的控制措施。(3)建立与基础工况对应的垂直顶升颗粒流模型,与试验结果比较验证其合理性,从细观角度出发分析上覆土层破坏内在机理,分析表明顶升初期竖井端部土体以受压为主,形成三角形受压区,受压区内颗粒粘结破坏。随后竖井上部和两侧土体与周围土体产生位移差,产生粘结破坏的区域向周围扩展,逐渐发展成剪切破坏面,与试验结果比较吻合;竖井端阻力先迅速增大,而后缓慢下降,侧摩阻力呈现先增大后减小的交替循环过程。同时进行参数敏感性分析,得出不同覆土厚度和顶升速度下上覆土层的变形响应和端阻力变化规律。

关键词：盾构竖井垂直顶升隧道土层破坏形态顶升力影响因素模型试验有限元模拟颗粒流分析

不同开口形式管桩的承载力及土体破坏形态分析

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

不同开口形式管桩的承载力及土体破坏形态分析