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堆石料动力特性大型三轴试验研究
被引量:
15
1
作者
董威信
孙书伟
+1 位作者
于玉贞
孙逊
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第S2期296-301,共6页
采用大型高压多功能静动三轴试验机,对某面板堆石坝闪长岩类堆石料进行了动弹性模量与阻尼比试验和动残余变形试验,研究了主堆石料、过渡料和垫层料3种坝料在循环荷载下的动应力-应变特性和动残余变形特性及其主要影响因素。试验结果表...
采用大型高压多功能静动三轴试验机,对某面板堆石坝闪长岩类堆石料进行了动弹性模量与阻尼比试验和动残余变形试验,研究了主堆石料、过渡料和垫层料3种坝料在循环荷载下的动应力-应变特性和动残余变形特性及其主要影响因素。试验结果表明,材料的动应力-应变关系受剪应变水平的影响较大,各种材料的动弹性模量随剪应变的增加发生衰减,而阻尼比则相应增大;围压的增加引起材料的最大动弹性模量的增加,但围压力对材料动弹模增长的影响是有限的;固结主应力比的增大,会引起有效球应力的增加,从而使材料的最大动弹性模量增大。此外,从试验结果和模型参数来看,各种材料的动应力-动应变变化规律以及动变形随振次的发展规律均可以用修正等价黏弹性模型和沈珠江残余变形经验公式进行描述。
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关键词
面板堆石坝
堆石料
动力变形
非线性黏弹性变形
残余变形
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职称材料
三维过渡等参单元在岩土工程有限元分析中的应用
被引量:
4
2
作者
董威信
王翔南
+1 位作者
王远
于玉贞
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期1455-1462,共8页
土石坝等复杂土工结构物有限元三维建模中多采用精度较高的六面体单元辅以部分过渡用的退化单元,而退化单元由于形态不好,会导致有限元计算精度较差。解决该问题的途径之一是采用过渡性的等参元。总结了几种常遇到的过渡等参单元(楔形...
土石坝等复杂土工结构物有限元三维建模中多采用精度较高的六面体单元辅以部分过渡用的退化单元,而退化单元由于形态不好,会导致有限元计算精度较差。解决该问题的途径之一是采用过渡性的等参元。总结了几种常遇到的过渡等参单元(楔形体、四面体、金字塔)的插值函数和高斯积分局部坐标和权重,并编入了有限元程序。通过比较六面体单元和金字塔单元剖分理想土石坝的有限元计算结果,说明所引入的金字塔单元是满足精度要求的。将各种过渡单元应用于实际土石坝工程的有限元计算,结果表明,使用过渡等参单元是可以在一定程度上提高计算精度的。最后讨论了二次单元在弹塑性有限元动力计算中的应用。二次单元的使用,可以改善动力计算中的超静孔压分布,提高计算精度。
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关键词
岩土工程
有限元
过渡等参单元
插值函数
积分格式
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职称材料
模袋法尾矿坝层间滑移破坏稳定性分析
被引量:
8
3
作者
周汉民
董威信
《有色金属(矿山部分)》
2017年第2期73-77,共5页
层间滑移是影响模袋法尾矿坝稳定性的重要因素,探讨分析了模袋坝体的破坏模式,袋与袋接触面滑动是主要的破坏模式,采用接触面单元模拟模袋体的层间接触,结合抗剪强度折减法和接触面单元,计算分析了模袋坝的层间滑移破坏特征,得到了模袋...
层间滑移是影响模袋法尾矿坝稳定性的重要因素,探讨分析了模袋坝体的破坏模式,袋与袋接触面滑动是主要的破坏模式,采用接触面单元模拟模袋体的层间接触,结合抗剪强度折减法和接触面单元,计算分析了模袋坝的层间滑移破坏特征,得到了模袋体层间滑移变形和破坏的过程。研究成果对提高模袋法尾矿坝的抗滑稳定性有指导意义。
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关键词
尾矿坝
模袋法
层间滑移
稳定性分析
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职称材料
考虑流固耦合作用的高土石坝动力分析
被引量:
9
4
作者
吴永康
王翔南
+1 位作者
董威信
于玉贞
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期2007-2013,共7页
在土石坝施工、蓄水和遭遇地震时,流固耦合作用对土石坝的静动力响应有重要影响,应在计算分析中有所考虑。以糯扎渡高心墙堆石坝为例,选用莫尔–库仑弹塑性模型来描述坝料的力学性质,并采用流固耦合的方法对该坝进行了静动力分析。静力...
在土石坝施工、蓄水和遭遇地震时,流固耦合作用对土石坝的静动力响应有重要影响,应在计算分析中有所考虑。以糯扎渡高心墙堆石坝为例,选用莫尔–库仑弹塑性模型来描述坝料的力学性质,并采用流固耦合的方法对该坝进行了静动力分析。静力分析中模拟了大坝施工和蓄水过程,然后基于静力分析得到的初始应力场,采用完全耦合的非线性方法研究了大坝的地震动力响应。该分析方法能够更为合理准确地描述土石坝在地震动作用下残余变形的发展及超静孔压的累积和消散过程。计算结果表明:超静孔隙水压力随地震过程逐渐累积,最大值出现在心墙的底部;由于鞭梢效应,加速度放大系数在坝顶处达到最大;水平和竖直方向的永久变形同样都是在坝顶处达到最大值。
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关键词
流固耦合
土石坝
动力分析
初始应力场
施工
蓄水
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职称材料
一种新型尾矿废石联合排放方法
被引量:
1
5
作者
周汉民
董威信
崔旋
《有色金属(选矿部分)》
北大核心
2017年第3期60-65,共6页
我国200~300 m级的大型排土场和尾矿库逐渐增多,占用大量土地资源,同时给下游居民设施带来很大的威胁。研究安全、经济的尾矿—废石联合堆放方法可以节约大量土地,具有重大的经济和环境效益。针对一种新型的尾矿废石联合排放方法—废石...
我国200~300 m级的大型排土场和尾矿库逐渐增多,占用大量土地资源,同时给下游居民设施带来很大的威胁。研究安全、经济的尾矿—废石联合堆放方法可以节约大量土地,具有重大的经济和环境效益。针对一种新型的尾矿废石联合排放方法—废石格网,从应力变形、渗流固结的角度对废石与尾矿的相互作用进行了理论分析和基于有限元和极限平衡条分法的数值模拟,结果表明废石体的合理布置可以有效降低尾矿库深部尾矿的渗流路径,加速尾矿排放过程中累积超静孔压的消散,显著降低坝体浸润线,提高滑裂面经过土体的抗剪强度,提升尾矿坝的抗滑稳定性。
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关键词
尾矿坝
废石格网
渗流固结
稳定性
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职称材料
基于广义塑性理论的尾砂本构模型在ABAQUS中的二次开发
被引量:
2
6
作者
崔旋
董威信
+1 位作者
周汉民
孙书伟
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期745-752,共8页
建立尾砂的本构模型是开展尾矿坝数值模拟和安全评价的重要基础,而目前尾砂的本构模型研究多集中于非线性弹性模型,如Duncan-Chang模型,关于弹塑性模型的研究较少。结合尾砂的应力-应变特性,提出了一种适用于描述尾砂力学特性的改进广...
建立尾砂的本构模型是开展尾矿坝数值模拟和安全评价的重要基础,而目前尾砂的本构模型研究多集中于非线性弹性模型,如Duncan-Chang模型,关于弹塑性模型的研究较少。结合尾砂的应力-应变特性,提出了一种适用于描述尾砂力学特性的改进广义塑性模型。基于用户自定义材料子程序UMAT,将提出的模型在ABAQUS中二次开发实现,应力积分采用Runge-Kutta显式积分。通过三轴试验模拟验证,偏差应力曲线表明,有限元计算结果可以反映围压对应力-应变关系的影响,抗剪强度随应变逐渐硬化,达到峰值强度,随后发生应变软化,抗剪强度有所下降。体应变曲线结果表明,广义塑性模型可以很好地描述体应变曲线的体缩-体胀发展过程,与试验曲线吻合较好。同时有限元数值模拟结果和理论值误差很小,且和试验结果拟合较好。该研究成果可进一步用于尾矿坝的应力变形计算和安全评价。
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关键词
尾砂
广义塑性模型
ABAQUS
UMAT
三轴试验
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职称材料
题名
堆石料动力特性大型三轴试验研究
被引量:
15
1
作者
董威信
孙书伟
于玉贞
孙逊
机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
中铁西北科学研究院有限公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第S2期296-301,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.50779024
No.50879039)
"973"计划课题(No.2010CB732103)
文摘
采用大型高压多功能静动三轴试验机,对某面板堆石坝闪长岩类堆石料进行了动弹性模量与阻尼比试验和动残余变形试验,研究了主堆石料、过渡料和垫层料3种坝料在循环荷载下的动应力-应变特性和动残余变形特性及其主要影响因素。试验结果表明,材料的动应力-应变关系受剪应变水平的影响较大,各种材料的动弹性模量随剪应变的增加发生衰减,而阻尼比则相应增大;围压的增加引起材料的最大动弹性模量的增加,但围压力对材料动弹模增长的影响是有限的;固结主应力比的增大,会引起有效球应力的增加,从而使材料的最大动弹性模量增大。此外,从试验结果和模型参数来看,各种材料的动应力-动应变变化规律以及动变形随振次的发展规律均可以用修正等价黏弹性模型和沈珠江残余变形经验公式进行描述。
关键词
面板堆石坝
堆石料
动力变形
非线性黏弹性变形
残余变形
Keywords
concrete faced rockfill dam
rockfill material
dynamic deformation
nonlinear viscoelastic model
residual deformation
分类号
P634.1 [天文地球—地质矿产勘探]
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
三维过渡等参单元在岩土工程有限元分析中的应用
被引量:
4
2
作者
董威信
王翔南
王远
于玉贞
机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期1455-1462,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.51379103
No.51179092)
国家重点实验室项目(No.2013-KY-4)
文摘
土石坝等复杂土工结构物有限元三维建模中多采用精度较高的六面体单元辅以部分过渡用的退化单元,而退化单元由于形态不好,会导致有限元计算精度较差。解决该问题的途径之一是采用过渡性的等参元。总结了几种常遇到的过渡等参单元(楔形体、四面体、金字塔)的插值函数和高斯积分局部坐标和权重,并编入了有限元程序。通过比较六面体单元和金字塔单元剖分理想土石坝的有限元计算结果,说明所引入的金字塔单元是满足精度要求的。将各种过渡单元应用于实际土石坝工程的有限元计算,结果表明,使用过渡等参单元是可以在一定程度上提高计算精度的。最后讨论了二次单元在弹塑性有限元动力计算中的应用。二次单元的使用,可以改善动力计算中的超静孔压分布,提高计算精度。
关键词
岩土工程
有限元
过渡等参单元
插值函数
积分格式
Keywords
geotechnical engineering
finite elements
transitional isoparametric element
interpolation function
integral scheme
分类号
TB115 [理学—应用数学]
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职称材料
题名
模袋法尾矿坝层间滑移破坏稳定性分析
被引量:
8
3
作者
周汉民
董威信
机构
北京科技大学土木与环境工程学院
北京矿冶研究总院
出处
《有色金属(矿山部分)》
2017年第2期73-77,共5页
文摘
层间滑移是影响模袋法尾矿坝稳定性的重要因素,探讨分析了模袋坝体的破坏模式,袋与袋接触面滑动是主要的破坏模式,采用接触面单元模拟模袋体的层间接触,结合抗剪强度折减法和接触面单元,计算分析了模袋坝的层间滑移破坏特征,得到了模袋体层间滑移变形和破坏的过程。研究成果对提高模袋法尾矿坝的抗滑稳定性有指导意义。
关键词
尾矿坝
模袋法
层间滑移
稳定性分析
Keywords
tailings dam
geofabriform
interlayer sliding
stability analysis
分类号
TD854.6 [矿业工程—金属矿开采]
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职称材料
题名
考虑流固耦合作用的高土石坝动力分析
被引量:
9
4
作者
吴永康
王翔南
董威信
于玉贞
机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期2007-2013,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51379103
51179092)
国家重点实验室项目(2013-KY-4)
文摘
在土石坝施工、蓄水和遭遇地震时,流固耦合作用对土石坝的静动力响应有重要影响,应在计算分析中有所考虑。以糯扎渡高心墙堆石坝为例,选用莫尔–库仑弹塑性模型来描述坝料的力学性质,并采用流固耦合的方法对该坝进行了静动力分析。静力分析中模拟了大坝施工和蓄水过程,然后基于静力分析得到的初始应力场,采用完全耦合的非线性方法研究了大坝的地震动力响应。该分析方法能够更为合理准确地描述土石坝在地震动作用下残余变形的发展及超静孔压的累积和消散过程。计算结果表明:超静孔隙水压力随地震过程逐渐累积,最大值出现在心墙的底部;由于鞭梢效应,加速度放大系数在坝顶处达到最大;水平和竖直方向的永久变形同样都是在坝顶处达到最大值。
关键词
流固耦合
土石坝
动力分析
初始应力场
施工
蓄水
Keywords
solid-fluid coupling
earth-rockfill dam
dynamic analysis
initial stress field
construction
impoundment
分类号
TV641.1 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
一种新型尾矿废石联合排放方法
被引量:
1
5
作者
周汉民
董威信
崔旋
机构
北京科技大学土木与环境工程学院
北京矿冶研究总院
金属矿山智能开采技术北京市重点实验室
北京中岩大地科技股份有限公司
出处
《有色金属(选矿部分)》
北大核心
2017年第3期60-65,共6页
基金
基金项目:水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室开放(YK916004)
文摘
我国200~300 m级的大型排土场和尾矿库逐渐增多,占用大量土地资源,同时给下游居民设施带来很大的威胁。研究安全、经济的尾矿—废石联合堆放方法可以节约大量土地,具有重大的经济和环境效益。针对一种新型的尾矿废石联合排放方法—废石格网,从应力变形、渗流固结的角度对废石与尾矿的相互作用进行了理论分析和基于有限元和极限平衡条分法的数值模拟,结果表明废石体的合理布置可以有效降低尾矿库深部尾矿的渗流路径,加速尾矿排放过程中累积超静孔压的消散,显著降低坝体浸润线,提高滑裂面经过土体的抗剪强度,提升尾矿坝的抗滑稳定性。
关键词
尾矿坝
废石格网
渗流固结
稳定性
Keywords
tailings dam
waste rock grid
seepage consolidation
stability
分类号
TD926.4 [矿业工程—选矿]
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职称材料
题名
基于广义塑性理论的尾砂本构模型在ABAQUS中的二次开发
被引量:
2
6
作者
崔旋
董威信
周汉民
孙书伟
机构
北京矿冶科技集团有限公司
北京矿冶科技集团有限公司金属矿山智能开采技术北京市重点实验室
中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期745-752,共8页
基金
国家重点研发计划项目(No.2017YFC0804608)~~
文摘
建立尾砂的本构模型是开展尾矿坝数值模拟和安全评价的重要基础,而目前尾砂的本构模型研究多集中于非线性弹性模型,如Duncan-Chang模型,关于弹塑性模型的研究较少。结合尾砂的应力-应变特性,提出了一种适用于描述尾砂力学特性的改进广义塑性模型。基于用户自定义材料子程序UMAT,将提出的模型在ABAQUS中二次开发实现,应力积分采用Runge-Kutta显式积分。通过三轴试验模拟验证,偏差应力曲线表明,有限元计算结果可以反映围压对应力-应变关系的影响,抗剪强度随应变逐渐硬化,达到峰值强度,随后发生应变软化,抗剪强度有所下降。体应变曲线结果表明,广义塑性模型可以很好地描述体应变曲线的体缩-体胀发展过程,与试验曲线吻合较好。同时有限元数值模拟结果和理论值误差很小,且和试验结果拟合较好。该研究成果可进一步用于尾矿坝的应力变形计算和安全评价。
关键词
尾砂
广义塑性模型
ABAQUS
UMAT
三轴试验
Keywords
tailings sand generalized plasticity model ABAQUS UMAT triaxial test
分类号
TD164 [矿业工程—矿山地质测量]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
堆石料动力特性大型三轴试验研究
董威信
孙书伟
于玉贞
孙逊
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
15
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职称材料
2
三维过渡等参单元在岩土工程有限元分析中的应用
董威信
王翔南
王远
于玉贞
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
4
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职称材料
3
模袋法尾矿坝层间滑移破坏稳定性分析
周汉民
董威信
《有色金属(矿山部分)》
2017
8
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职称材料
4
考虑流固耦合作用的高土石坝动力分析
吴永康
王翔南
董威信
于玉贞
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
9
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职称材料
5
一种新型尾矿废石联合排放方法
周汉民
董威信
崔旋
《有色金属(选矿部分)》
北大核心
2017
1
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职称材料
6
基于广义塑性理论的尾砂本构模型在ABAQUS中的二次开发
崔旋
董威信
周汉民
孙书伟
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
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