检索结果-南通市图书馆

水运工程 2013年第12期 13-17,29页

作者：蔡波任冰王国玉大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

针对斜坡堤人工护面块体发生的接触碰撞问题,应用有限元离散元耦合法(femdem)探讨了护面块体的碰撞应力、裂缝形成以及断裂过程。算例结果表明:断裂破坏通常发生在边界转角及角点,femdem能有效地模拟连续介质向非连续介质的转化过程。

关键词： femdem 护面块体裂缝断裂接触检索

基于femdem的斜坡堤护面块体破坏的数值模拟

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基于FEMDEM的斜坡堤护面块体破坏的数值模拟

作者：蔡波大连理工大学

学位级别：硕士

斜坡式防波堤是近海沿岸工程中常用的防浪结构物,人工块体护面斜坡堤是其中重要的一种型式。护面块体为混凝土准脆性材料,预制过程中存在一些连接部位较弱的现象,且在外荷载作用下易发生谐振、摇滚、坍塌补位、脱位撞击等导致混凝土拉... 详细信息

斜坡式防波堤是近海沿岸工程中常用的防浪结构物,人工块体护面斜坡堤是其中重要的一种型式。护面块体为混凝土准脆性材料,预制过程中存在一些连接部位较弱的现象,且在外荷载作用下易发生谐振、摇滚、坍塌补位、脱位撞击等导致混凝土拉应力及压碎破坏。目前国内外关于斜坡堤稳定性及破坏的研究基本上依据物理模型试验,关于精细模拟护面块体破坏的研究尚不多见,因此开展块体间动力荷载下的变形、应力变化以及裂缝断裂破坏的工作具有重要的意义。本文首先验证了用于解决固体断裂破碎的数值方法femdem核心部分的接触检索法Munjiza-NBS的高效性,通过算例对其CPU执行时间、RAM占用大小两方面进行了考察。通过可视化的计算机绘图技术和非结构化网格生成程序EasyMesh建立起了块体、斜坡模型库,采用AutoCAD图形交换DXF格式文件编制了接口程序实现了块体破坏过程的计算机可视化。利用femdem方法模拟了冲击荷载下四点对称支撑素混凝土梁的动力响应,并采用有限元软件ABAQUS验证该问题应力分布及应力值大小,对梁的挠度曲线进行了对比分析;对四点对称支撑梁采用独立结点编号,基于虚拟裂缝模型模拟了梁裂缝形成扩展及断裂破坏过程,并通过图形后处理对比分析了该计算结果和混凝土拉伸破坏过程。上述工作的基础上,开展了斜坡堤护面块体相互作用的几个femdem数值算例的工作,讨论了四角空心块体间接触碰撞的应力分布及应力值大小、规则摆放的混凝土块体在斜坡上滑移碰撞过程中的拉压应力峰值较为集中的区域、给定相当速度的块体间撞击的断裂破坏和压碎破坏过程。对计算结果进行了分析比较,总结了块体裂缝形成及扩展趋势。对护面块体的碰撞应力、裂缝形成以及断裂破坏过程模拟的计算结果表明：断裂破坏通常在外边界转角处发生拉应力破坏、在顶点处易发生压碎破坏;裂缝通常由边界转角处形成并由内向外朝着边界转角处扩展,甚至发生贯穿的断裂破坏。femdem方法将模拟结构应力和变形的有限元法和能够计算单元间接触力并跟踪结点运动的离散单元法结合起来,有效地模拟连续介质向非连续介质转化的过程。本论文的研究工作将为斜坡式防波堤护面层人工块体的裂缝扩展、断裂破坏的研究工作提供了一种有效可行的方法。

关键词： femdem 混凝土护面块体裂缝断裂

模拟水压致裂的另一种二维FDEM-flow方法

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岩土力学 2017年第6期38卷 1789-1796页

作者：严成增中国地质大学工程学院湖北武汉430074

可考虑岩石本身渗透性的FDEM-flow方法充分利用原femdem中节理单元和三角形单元独特的拓扑连接关系,将节理单元作为流体流动的天然通道,基于立方定律来表征流体在岩石本身及裂隙中的流动,而岩石本身渗透性则通过标定合适节理单元张开度... 详细信息

可考虑岩石本身渗透性的FDEM-flow方法充分利用原femdem中节理单元和三角形单元独特的拓扑连接关系,将节理单元作为流体流动的天然通道,基于立方定律来表征流体在岩石本身及裂隙中的流动,而岩石本身渗透性则通过标定合适节理单元张开度来表征。用一个含解析解自由面稳态渗流算例初步验证了本文渗流算法及标定岩石本身渗透率方法的正确性。最后计算了一个水力压裂算例,验证了该FDEM-flow方法可同时考虑岩石本身的渗透性和裂隙的渗透性,用简单的纯裂隙渗流完成了对复杂问题的处理。研究结果表明:修改后的FDEM-flow方法能够很好地再现压裂过程中流体压力的分布及裂隙的扩展,可简洁地求解水力压裂这一复杂力学的问题,适用范围更广。为模拟页岩气开采、干热岩地热获取中的水力压裂问题提供新的求解工具。

关键词： femdem FDEM-flow 流固耦合水力压裂流体黏性裂隙渗流

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FDEM-TM方法模拟岩石热破裂

岩土工程学报 2018年第7期40卷 1198-1204页

作者：严成增中国地质大学(武汉)工程学院

岩石热破裂研究在地热开采、核废料处置、石油开采中具有重要的工程应用价值和理论价值。基于FDEM（finite discrete element method）方法,用建立的FDEM-TM（finite discrete element method with thermo-mechanical coupling）方法对一个圆筒试样在两种不同温度边界条件下的热破裂进行了分析。研究表明,当内边界温度保持不变,外边界温度不断增大时（Tr0〈TR0）,起裂前,圆盘内侧处于受压状态,而圆盘外侧处于拉伸状态;当拉应力超过材料的抗拉强度时,从圆盘外边界起裂,从外向内扩展,形成发散裂纹。当外边界温度保持不变，内边界温度不断增大时（Tr0〉TR0），起裂前，圆盘内侧处于受压状态，而圆盘外侧处于拉伸状态；当拉应力超过材料的抗拉强度时，从圆盘外边界起裂，从外向内扩展，形成从外向内扩展的径向裂纹。模拟结果和已有文献结果保持较好的一致性，验证了FDEM-TM方法模拟岩石热破裂的有效性。

关键词： femdem FDEM-TM 热力耦合热应力热破裂岩体破裂

基于FDEM-flow方法研究非均质性对水力压裂的影响

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地下空间与工程学报 2016年第S2期12卷 625-631,638页

作者：严成增郑宏北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100124 中国地质大学工程学院武汉430074 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

用FDEM-flow方法作为工具,研究材料的均质度、空间排列对水力压裂的影响。研究表明,随着注入水压的增大,圆孔周界的最大主应力增大,增大到一定值,产生裂隙,裂隙主要由受拉破坏产生。裂隙穿过的区域出现拉应力释放,裂隙端部的应力集中区... 详细信息

用FDEM-flow方法作为工具,研究材料的均质度、空间排列对水力压裂的影响。研究表明,随着注入水压的增大,圆孔周界的最大主应力增大,增大到一定值,产生裂隙,裂隙主要由受拉破坏产生。裂隙穿过的区域出现拉应力释放,裂隙端部的应力集中区随裂隙的扩展而向外移动。均质度系数较小时,分叉裂隙较多,裂隙扩展路径不平整,并呈现出非对称性;均质度系数增大,分叉裂隙减少,裂隙扩展路径越平直,呈现的对称性越明显。起裂压力也随均质度系数的增大而增大并趋于稳定。材料的空间排列不同,其起裂位置、扩展形态均有较大的差别,起裂压力也随之波动。

关键词： femdem FDEM-fow 非均质性材料空间排列水力压裂

波浪作用下斜坡上护面块体内部应力分布数值模拟

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海洋工程 2014年第5期32卷 78-84页

作者：崔焱姜峰任冰大连理工大学建设工程学部辽宁大连116023

基于3D femdem方法建立三维原型尺度数值模型,模拟波浪荷载作用下斜坡上护面块体内部的应力分布。波浪作用下结构物的水动力荷载采用微幅波理论模拟,护面块体之间的运动、碰撞接触以及块体内部的应力变化采用3D femdem方法模拟。块体之... 详细信息

基于3D femdem方法建立三维原型尺度数值模型,模拟波浪荷载作用下斜坡上护面块体内部的应力分布。波浪作用下结构物的水动力荷载采用微幅波理论模拟,护面块体之间的运动、碰撞接触以及块体内部的应力变化采用3D femdem方法模拟。块体之间的接触力采用基于势函数的罚函数法计算,有限元的变形采用中心差分的显式方法求解。应用该数值模型与ANSYS软件程序对自重作用下混凝土扭王字块的内部应力分布特性进行了比较分析,验证了数值模型应力计算的可行性和计算精度。通过数值模拟计算给出了波浪作用下斜坡上护面块体之间的相对运动和块体内部的应力分布及应力历时曲线,探讨了块体内部应力变化特性。

关键词：斜坡堤应力 3D femdem 护面块体

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基于FDEM-flow的多孔水力压裂模拟

长江科学院院报 2016年第7期33卷 63-67页

作者：严成增郑宏北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100124 北京工业大学建筑工程学院北京100124 中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071 中国科学院岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

为指导水力压裂施工,用FDEM-flow方法对多孔水力压裂问题进行了研究。研究结果显示:当H2孔的水压较小时,由H1孔出发的裂缝几乎不朝H2孔偏转;当H2孔的水压较大时,H1孔出发朝下扩展的裂缝,向H2孔偏转明显;当H1,H3孔同步增大水压时,H1出发... 详细信息

为指导水力压裂施工,用FDEM-flow方法对多孔水力压裂问题进行了研究。研究结果显示:当H2孔的水压较小时,由H1孔出发的裂缝几乎不朝H2孔偏转;当H2孔的水压较大时,H1孔出发朝下扩展的裂缝,向H2孔偏转明显;当H1,H3孔同步增大水压时,H1出发向下扩展的裂缝朝H3孔偏转,H3孔出发向上扩展的裂缝朝H1孔偏转,最终在H1孔和H3孔间形成2条相向扩展的裂缝。上述研究结果表明:水力压裂裂缝的走向会受到相邻孔的干涉,可以通过相邻孔应力干扰控制压裂裂缝的走向;同时相邻孔的干涉,可以降低注水孔的起裂水压力,这也从侧面说明了同步压裂技术的合理性。

关键词： femdem FDEM-flow 多孔水力压裂同步压裂裂缝应力干扰

波浪作用下斜坡上护面块体断裂破坏的数值模拟

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水道港口 2015年第1期36卷 26-33页

作者：崔焱姜峰大连理工大学建设工程学部大连116023

基于FEM/DEM方法建立原型尺度数值模型,模拟波浪荷载作用下斜坡上护面块体内部的应力分布和断裂破坏过程。其中结构物所受的波浪力采用微幅波的理论解计算,块体之间的运动、接触以及块体变形采用FEM/DEM方法模拟。采用基于势函数的罚函... 详细信息

基于FEM/DEM方法建立原型尺度数值模型,模拟波浪荷载作用下斜坡上护面块体内部的应力分布和断裂破坏过程。其中结构物所受的波浪力采用微幅波的理论解计算,块体之间的运动、接触以及块体变形采用FEM/DEM方法模拟。采用基于势函数的罚函数法计算块体之间的接触力,采用Single/Smeared破坏模型模拟混凝土块体开裂,采用中心差分法的显式积分算法进行数值求解计算。分别采用文中数值模型与ANSYS模型对自重作用下块体的应力进行比较分析,给出了块体碰撞破坏的两种形式,验证了数值模型应力和变形计算的精度。通过数值模拟给出了不同波浪荷载下斜坡上护面块体的运动、内部应力分布、裂缝形成和断裂过程,给出了不同点的应力历时曲线,探讨了块体的应力变化和断裂破坏的特性。

关键词：斜坡堤断裂 femdem 护面块体