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基于三维离散元堆积碎石土细-宏观力学参数相关性研究
被引量：
19
1
作者
马石城
胡军霞
+1 位作者
马一跃
董辉
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期73-82,共10页
以室内三轴压缩试验为基础,运用PFC3D离散元软件生成含有不同形状碎石块的1∶1堆积碎石土数值模型,标定得到相应的细观参数(相对误差控制在10%以内)。改变细观参数,定量探讨其与宏观力学参数(粘聚力和内摩擦角)关系,得到细观参数与粘聚...
以室内三轴压缩试验为基础,运用PFC3D离散元软件生成含有不同形状碎石块的1∶1堆积碎石土数值模型,标定得到相应的细观参数(相对误差控制在10%以内)。改变细观参数,定量探讨其与宏观力学参数(粘聚力和内摩擦角)关系,得到细观参数与粘聚力、内摩擦角的细-宏观参数关系式,并对其可靠性进行了验证。研究发现,(1)粘聚力与接触粘结力、颗粒摩擦系数呈线性正相关;同时受粘结力比值M=σc/τc的影响,当M<1时,粘聚力随着M的增加而线性增加;M≥4时,粘聚力趋于稳定。(2)内摩擦角与颗粒摩擦系数呈对数关系,与接触粘结力呈抛物线关系。(3)细-宏观参数关系式是在含水率为7%室内试验结果基础上研究得出,将关系式运用到含水率为9%和11%的室内试验结果进行标定验证:依据含水率为9%和11%室内试验得到的c和φ值,运用细-宏观参数关系式计算得到细观参数,经验证其数值-室内试验结果相对误差在10%以内,说明通过细-宏观力学关系式得到的细观参数符合精度要求,关系式可靠。为后续土石混合体数值试验研究者进行细观参数标定工作提供了参考依据。
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关键词
堆积碎石土
细观参数
粘聚力
内摩擦角
离散元
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职称材料
堆积碎石土斜坡浅表入渗的空间分布与变异性研究
被引量：
11
2
作者
董辉
黄润秋
+2 位作者
罗潇
罗正东
蒋秀姿
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期1501-1509,共9页
为探究强降雨下堆积体斜坡入渗参数的空间分布与空间变异性,通过筛分试验及双环入渗试验分别对堆积体斜坡试验点不同粒径区间碎石质量分数、碎石土渗透系数、饱和渗透系数、不同深度碎石土含水率进行测量,对数据进行普通Kriging插值统...
为探究强降雨下堆积体斜坡入渗参数的空间分布与空间变异性,通过筛分试验及双环入渗试验分别对堆积体斜坡试验点不同粒径区间碎石质量分数、碎石土渗透系数、饱和渗透系数、不同深度碎石土含水率进行测量,对数据进行普通Kriging插值统计分析,运用交叉检验选定合理理论模型与参数,获得其空间分布与变异性特征。研究结果表明:测试区碎石土入渗符合Kostiakov模型;不同粒径区间碎石质量分数采用高斯半变异函数理论模型空间插值精度最高,碎石土渗透系数和不同深度碎石土含水率采用球状半变异函数理论模型空间插值精度最高;粒径大于10 mm碎石主要分布于坡顶与坡腰区域且使该区域碎石土渗透系数的空间变异性相对较大,细小碎石(粒径2~10 mm)则聚积在坡脚位置,碎石土渗透系数速率沿坡面由上至下呈逐渐减少的空间分布趋势;浅土层(0~15 cm)坡腰含水率比坡顶、坡脚要高,而深土层(15~25 cm)坡脚含水率比坡顶、坡腰要高,且随深度增加缓慢上升。研究结果可作为碎石土滑坡降雨致滑的理论参考依据。
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关键词
滑坡
堆积碎石土
入渗特性
空间变异性
Kriging内插法
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职称材料
颗粒离散元模拟堆积碎石土变形的参数灵敏度分析
被引量：
4
3
作者
董辉
马一跃
+2 位作者
傅鹤林
王智超
陈铖
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期192-199,共8页
采用颗粒离散单元方法,实现任意形状块石的模拟,基于室内试验数据标定滑坡坡体物质的堆(残、坡)积碎石土的细观参数,并考虑试样尺度效应,对影响堆积碎石土宏观变形特征的细观参数进行虚拟试验敏感度分析。研究表明,1以三轴剪切试验获得...
采用颗粒离散单元方法,实现任意形状块石的模拟,基于室内试验数据标定滑坡坡体物质的堆(残、坡)积碎石土的细观参数,并考虑试样尺度效应,对影响堆积碎石土宏观变形特征的细观参数进行虚拟试验敏感度分析。研究表明,1以三轴剪切试验获得测试数据并标定颗粒离散元细观参数具有相对误差在5%以内的可靠性;2虚拟模型1(101mm×200mm)与模型2(300mm×600mm)对标定的细观参数具有尺度效应,但其相对误差控制在9%以内;3离散元颗粒间的摩擦系数与碎石土的内摩擦角、抗剪强度及残余强度为非线性正相关,摩擦系数每增加0.1,峰值主应力差平均增加118.85kPa,残余强度平均增加90.44kPa;4围压越大,材料的剪胀性越弱,围压在100kPa^500kPa时,剪胀特征值K在3~6之间变化,随着围压增加,模型破坏时的粘结力以近线性增加;5杨氏模量越大,碎石土的抗剪强度越大,但两者之间并不成线性关系,且不同杨氏模量对材料的残余强度没有显著影响。
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关键词
滑坡
堆积碎石土
虚拟试验
细观参数
灵敏度分析
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职称材料
题名
基于三维离散元堆积碎石土细-宏观力学参数相关性研究
被引量：
19
1
作者
马石城
胡军霞
马一跃
董辉
机构
湘潭大学土木工程与力学学院
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期73-82,共10页
基金
国家自然科学基金(51108397)资助项目
文摘
以室内三轴压缩试验为基础,运用PFC3D离散元软件生成含有不同形状碎石块的1∶1堆积碎石土数值模型,标定得到相应的细观参数(相对误差控制在10%以内)。改变细观参数,定量探讨其与宏观力学参数(粘聚力和内摩擦角)关系,得到细观参数与粘聚力、内摩擦角的细-宏观参数关系式,并对其可靠性进行了验证。研究发现,(1)粘聚力与接触粘结力、颗粒摩擦系数呈线性正相关;同时受粘结力比值M=σc/τc的影响,当M<1时,粘聚力随着M的增加而线性增加;M≥4时,粘聚力趋于稳定。(2)内摩擦角与颗粒摩擦系数呈对数关系,与接触粘结力呈抛物线关系。(3)细-宏观参数关系式是在含水率为7%室内试验结果基础上研究得出,将关系式运用到含水率为9%和11%的室内试验结果进行标定验证:依据含水率为9%和11%室内试验得到的c和φ值,运用细-宏观参数关系式计算得到细观参数,经验证其数值-室内试验结果相对误差在10%以内,说明通过细-宏观力学关系式得到的细观参数符合精度要求,关系式可靠。为后续土石混合体数值试验研究者进行细观参数标定工作提供了参考依据。
关键词
堆积碎石土
细观参数
粘聚力
内摩擦角
离散元
Keywords
accumulation of gravel soil
micro parameters
cohesive force
internal friction angle
discrete element
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
O34 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
堆积碎石土斜坡浅表入渗的空间分布与变异性研究
被引量：
11
2
作者
董辉
黄润秋
罗潇
罗正东
蒋秀姿
机构
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
湘潭大学土木工程与力学学院
岩土力学与工程安全湖南省重点实验室
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期1501-1509,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51108397)
湖南省自然科学基金项目(2015JJ2136)
湖南省教育厅优秀青年项目(16B255)
文摘
为探究强降雨下堆积体斜坡入渗参数的空间分布与空间变异性,通过筛分试验及双环入渗试验分别对堆积体斜坡试验点不同粒径区间碎石质量分数、碎石土渗透系数、饱和渗透系数、不同深度碎石土含水率进行测量,对数据进行普通Kriging插值统计分析,运用交叉检验选定合理理论模型与参数,获得其空间分布与变异性特征。研究结果表明:测试区碎石土入渗符合Kostiakov模型;不同粒径区间碎石质量分数采用高斯半变异函数理论模型空间插值精度最高,碎石土渗透系数和不同深度碎石土含水率采用球状半变异函数理论模型空间插值精度最高;粒径大于10 mm碎石主要分布于坡顶与坡腰区域且使该区域碎石土渗透系数的空间变异性相对较大,细小碎石(粒径2~10 mm)则聚积在坡脚位置,碎石土渗透系数速率沿坡面由上至下呈逐渐减少的空间分布趋势;浅土层(0~15 cm)坡腰含水率比坡顶、坡脚要高,而深土层(15~25 cm)坡脚含水率比坡顶、坡腰要高,且随深度增加缓慢上升。研究结果可作为碎石土滑坡降雨致滑的理论参考依据。
关键词
滑坡
堆积碎石土
入渗特性
空间变异性
Kriging内插法
Keywords
landslide
aggregate gravel soil
infiltration characteristic
spatial variability
Kriging interpolation method
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
颗粒离散元模拟堆积碎石土变形的参数灵敏度分析
被引量：
4
3
作者
董辉
马一跃
傅鹤林
王智超
陈铖
机构
湘潭大学土木工程与力学学院
湘潭大学流变力学研究所
中南大学土木工程学院
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期192-199,共8页
基金
国家自然科学基金(51108397
51308485)
+1 种基金
湖南省自然科学基金(2015JJ2136
2015JJ6038)资助项目
文摘
采用颗粒离散单元方法,实现任意形状块石的模拟,基于室内试验数据标定滑坡坡体物质的堆(残、坡)积碎石土的细观参数,并考虑试样尺度效应,对影响堆积碎石土宏观变形特征的细观参数进行虚拟试验敏感度分析。研究表明,1以三轴剪切试验获得测试数据并标定颗粒离散元细观参数具有相对误差在5%以内的可靠性;2虚拟模型1(101mm×200mm)与模型2(300mm×600mm)对标定的细观参数具有尺度效应,但其相对误差控制在9%以内;3离散元颗粒间的摩擦系数与碎石土的内摩擦角、抗剪强度及残余强度为非线性正相关,摩擦系数每增加0.1,峰值主应力差平均增加118.85kPa,残余强度平均增加90.44kPa;4围压越大,材料的剪胀性越弱,围压在100kPa^500kPa时,剪胀特征值K在3~6之间变化,随着围压增加,模型破坏时的粘结力以近线性增加;5杨氏模量越大,碎石土的抗剪强度越大,但两者之间并不成线性关系,且不同杨氏模量对材料的残余强度没有显著影响。
关键词
滑坡
堆积碎石土
虚拟试验
细观参数
灵敏度分析
Keywords
landslide
alluvial gravel soil
virtual test
micro-parameters
sensitivity analysis
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
O347.7 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于三维离散元堆积碎石土细-宏观力学参数相关性研究
马石城
胡军霞
马一跃
董辉
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016
19
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
堆积碎石土斜坡浅表入渗的空间分布与变异性研究
董辉
黄润秋
罗潇
罗正东
蒋秀姿
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
11
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
颗粒离散元模拟堆积碎石土变形的参数灵敏度分析
董辉
马一跃
傅鹤林
王智超
陈铖
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015
4
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职称材料
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