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基于真实细观结构的FFT数值方法对岩石材料非线性力学行为的研究
被引量：
4
1
作者
李明耀
彭磊
+3 位作者
左建平
王智敏
李绍金
薛喜仁
《矿业科学学报》
CSCD
2022年第4期456-466,共11页
岩石的非均质性(矿物夹杂、微裂隙、微孔洞等细观结构)对其非线性力学行为和破坏过程有着显著影响。本文采用无需对复杂细观结构划分网格的快速傅立叶变换(FFT)数值方法,直接获取图像中的像素点作为材料点,准确得到非均质材料的细观结...
岩石的非均质性(矿物夹杂、微裂隙、微孔洞等细观结构)对其非线性力学行为和破坏过程有着显著影响。本文采用无需对复杂细观结构划分网格的快速傅立叶变换(FFT)数值方法,直接获取图像中的像素点作为材料点,准确得到非均质材料的细观结构特征和力学性质的特点,与数字图像处理(DIP)技术有机结合,建立了基于真实细观结构的FFT数值计算方法,模拟了非均质岩石在外荷载作用下的弹塑性变形过程,探究了岩石内部细观结构对非线性力学行为的影响规律与宏观力学性质的内在联系。研究结果表明:基于真实细观结构的FFT模型,能很好地预测不同埋深和不同围压条件下黏土岩的峰前非线性行为和峰值强度,细观结构的形状、大小和分布直接决定了黏土岩内部应力场的分布。研究结论为研究岩石细观结构特征及其非线性力学行为提供了一个重要手段。
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关键词
快速傅里叶变换法
图像处理
岩石材料
细观力学
非均质性
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职称材料
基于相场法的岩石三点弯曲细观破坏数值模拟
被引量：
1
2
作者
李明耀
李绍金
+3 位作者
左建平
王智敏
彭磊
薛喜仁
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第30期13441-13449,共9页
岩石中裂纹的起裂、扩展和贯通等行为是研究岩石变形、强度及稳定性的关键力学问题,通过数值方法预测和分析裂纹扩展行为具有重要意义。相场法在严谨准确的理论框架内,克服了传统断裂力学理论及数值计算方法显式追踪裂纹面的挑战,能很...
岩石中裂纹的起裂、扩展和贯通等行为是研究岩石变形、强度及稳定性的关键力学问题,通过数值方法预测和分析裂纹扩展行为具有重要意义。相场法在严谨准确的理论框架内,克服了传统断裂力学理论及数值计算方法显式追踪裂纹面的挑战,能很好地模拟裂纹起裂、扩展、分叉和多裂纹相互贯通。通过裂纹扩展主要区域建立了能够反映岩石内部细观结构的多尺度模型,利用相场法从细观力学尺度预测和分析了岩石三点弯曲时内部裂纹的起裂、扩展和贯通的破坏过程,分析了矿物颗粒的位置分布和能量释放率等参数对裂纹扩展行为的影响规律。通过与室内岩石三点弯曲宏观和细观试验对比分析,结果表明,本文建立的考虑玄武岩内部复杂细观结构特征的相场模型能够很好地模拟和预测岩石内裂纹的萌生、扩展和贯通等破坏过程。
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关键词
相场法
三点弯曲
裂纹扩展
岩石力学
细观力学
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职称材料
石榴石滤料的过滤性能及反冲洗试验研究
被引量：
3
3
作者
王知远
吴慧芳
+4 位作者
贺江
陈若娅
李响
薛喜仁
王金芝
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期1620-1627,共8页
石榴石作为一种新型矿物滤料在净水处理方面具有强大的竞争力和广阔的应用前景.通过对石榴石滤料进行过滤及反冲洗试验,研究其截污除浊性能、水头损失变化规律及对有机物的去除效果,并与传统的石英砂滤料做对比,同时探讨了石榴石滤料的...
石榴石作为一种新型矿物滤料在净水处理方面具有强大的竞争力和广阔的应用前景.通过对石榴石滤料进行过滤及反冲洗试验,研究其截污除浊性能、水头损失变化规律及对有机物的去除效果,并与传统的石英砂滤料做对比,同时探讨了石榴石滤料的适宜反冲洗强度范围及气水反冲洗运行参数.结果表明:在滤速为8 m/h的条件下,与石英砂滤柱的过滤效果相比,石榴石滤柱滤后水的平均浊度下降0.3 NTU,有机物平均质量分数下降5%,但其平均水头损失增长率为1 cm/h;在截污除浊及去除有机物方面,石榴石滤柱在60 cm滤层厚度处与石英砂滤柱在85 cm滤层厚度的去除效果十分接近,因此其能有效减少滤料体积,从而节省滤料及节约设备投资.在不同滤速下,水头损失是限制石榴石滤柱过滤周期的主要因素;石榴石滤料适宜的气反冲洗强度范围为14~16 L/(s·m^2),水反冲洗强度范围为5~7 L/(s·m^2),其气水反冲洗的最佳运行参数为气洗强度16 L/(s·m^2)、水洗强度7 L/(s·m^2)、气水联合反冲洗4 min、单独水漂洗7 min.其中,气反冲洗强度对石榴石滤料的反冲洗效果影响最大.研究显示,相较于传统石英砂滤料,石榴石滤料具有高过滤性能、低滤料体积的特点,在水处理滤料的应用方面显示出一定的优势.
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关键词
石榴石滤料
动态过滤
滤速
气水反冲洗
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职称材料
题名
基于真实细观结构的FFT数值方法对岩石材料非线性力学行为的研究
被引量：
4
1
作者
李明耀
彭磊
左建平
王智敏
李绍金
薛喜仁
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《矿业科学学报》
CSCD
2022年第4期456-466,共11页
基金
国家自然科学基金(11802332)
煤炭资源与安全开采国家重点实验室-北京高等学校卓越青年科学家计划项目联合基金(BJJWZYJH01201911413037,SKLCRSM21LH02)
+1 种基金
中国矿业大学(北京)越崎杰出者奖励计划
中央高校基本科研业务费专项资金(2020YQLJ08)。
文摘
岩石的非均质性(矿物夹杂、微裂隙、微孔洞等细观结构)对其非线性力学行为和破坏过程有着显著影响。本文采用无需对复杂细观结构划分网格的快速傅立叶变换(FFT)数值方法,直接获取图像中的像素点作为材料点,准确得到非均质材料的细观结构特征和力学性质的特点,与数字图像处理(DIP)技术有机结合,建立了基于真实细观结构的FFT数值计算方法,模拟了非均质岩石在外荷载作用下的弹塑性变形过程,探究了岩石内部细观结构对非线性力学行为的影响规律与宏观力学性质的内在联系。研究结果表明:基于真实细观结构的FFT模型,能很好地预测不同埋深和不同围压条件下黏土岩的峰前非线性行为和峰值强度,细观结构的形状、大小和分布直接决定了黏土岩内部应力场的分布。研究结论为研究岩石细观结构特征及其非线性力学行为提供了一个重要手段。
关键词
快速傅里叶变换法
图像处理
岩石材料
细观力学
非均质性
Keywords
Fast Fourier Transforms(FFT)method
digital image process
rocks
micromechanics
heterogeneity
分类号
TD313 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
基于相场法的岩石三点弯曲细观破坏数值模拟
被引量：
1
2
作者
李明耀
李绍金
左建平
王智敏
彭磊
薛喜仁
机构
中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第30期13441-13449,共9页
基金
国家自然科学基金青年基金(11802332)
煤炭资源与安全开采国家重点实验室-北京高等学校卓越青年科学家计划项目联合基金(BJJWZYJH01201911413037,SKLCRSM21LH02)
+1 种基金
国家留学基金(202206435003)
中央高校基本科研业务费专项(2021YQLJ09)。
文摘
岩石中裂纹的起裂、扩展和贯通等行为是研究岩石变形、强度及稳定性的关键力学问题,通过数值方法预测和分析裂纹扩展行为具有重要意义。相场法在严谨准确的理论框架内,克服了传统断裂力学理论及数值计算方法显式追踪裂纹面的挑战,能很好地模拟裂纹起裂、扩展、分叉和多裂纹相互贯通。通过裂纹扩展主要区域建立了能够反映岩石内部细观结构的多尺度模型,利用相场法从细观力学尺度预测和分析了岩石三点弯曲时内部裂纹的起裂、扩展和贯通的破坏过程,分析了矿物颗粒的位置分布和能量释放率等参数对裂纹扩展行为的影响规律。通过与室内岩石三点弯曲宏观和细观试验对比分析,结果表明,本文建立的考虑玄武岩内部复杂细观结构特征的相场模型能够很好地模拟和预测岩石内裂纹的萌生、扩展和贯通等破坏过程。
关键词
相场法
三点弯曲
裂纹扩展
岩石力学
细观力学
Keywords
phase field method
three point bending
crack propagation
rock mechanics
micromechanics
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
TD313 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
石榴石滤料的过滤性能及反冲洗试验研究
被引量：
3
3
作者
王知远
吴慧芳
贺江
陈若娅
李响
薛喜仁
王金芝
机构
南京工业大学城市建设学院
连云港隆和矿产有限公司
出处
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期1620-1627,共8页
基金
江苏省重点研发计划项目(No.BE2016703)
江苏省青年基金项目(No.BK20171017)
国家自然科学基金项目(No.51707093)~~
文摘
石榴石作为一种新型矿物滤料在净水处理方面具有强大的竞争力和广阔的应用前景.通过对石榴石滤料进行过滤及反冲洗试验,研究其截污除浊性能、水头损失变化规律及对有机物的去除效果,并与传统的石英砂滤料做对比,同时探讨了石榴石滤料的适宜反冲洗强度范围及气水反冲洗运行参数.结果表明:在滤速为8 m/h的条件下,与石英砂滤柱的过滤效果相比,石榴石滤柱滤后水的平均浊度下降0.3 NTU,有机物平均质量分数下降5%,但其平均水头损失增长率为1 cm/h;在截污除浊及去除有机物方面,石榴石滤柱在60 cm滤层厚度处与石英砂滤柱在85 cm滤层厚度的去除效果十分接近,因此其能有效减少滤料体积,从而节省滤料及节约设备投资.在不同滤速下,水头损失是限制石榴石滤柱过滤周期的主要因素;石榴石滤料适宜的气反冲洗强度范围为14~16 L/(s·m^2),水反冲洗强度范围为5~7 L/(s·m^2),其气水反冲洗的最佳运行参数为气洗强度16 L/(s·m^2)、水洗强度7 L/(s·m^2)、气水联合反冲洗4 min、单独水漂洗7 min.其中,气反冲洗强度对石榴石滤料的反冲洗效果影响最大.研究显示,相较于传统石英砂滤料,石榴石滤料具有高过滤性能、低滤料体积的特点,在水处理滤料的应用方面显示出一定的优势.
关键词
石榴石滤料
动态过滤
滤速
气水反冲洗
Keywords
garnet media
dynamic filtration
filtration rate
air-water backwashing
分类号
X52 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于真实细观结构的FFT数值方法对岩石材料非线性力学行为的研究
李明耀
彭磊
左建平
王智敏
李绍金
薛喜仁
《矿业科学学报》
CSCD
2022
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于相场法的岩石三点弯曲细观破坏数值模拟
李明耀
李绍金
左建平
王智敏
彭磊
薛喜仁
《科学技术与工程》
北大核心
2022
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
石榴石滤料的过滤性能及反冲洗试验研究
王知远
吴慧芳
贺江
陈若娅
李响
薛喜仁
王金芝
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
3
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职称材料
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