锚固节理岩体等效力学参数三维离散元模拟 被引量：18

1

作者 程东幸 潘炜 +3 位作者 刘大安 冯树荣 郭华锋 丁恩保 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2127-2132,共6页

节理岩体是工程边坡的重要研究对象,通过数值模拟(3DEC)的方法研究了加锚节理岩体的力学特性。以龙滩水电站左岸边坡的锚固设计为例,推导了边坡加锚节理岩体的等效力学参数,进行了岩石数值单轴压缩试验、直剪试验以及岩体结构面直剪试验... 节理岩体是工程边坡的重要研究对象,通过数值模拟(3DEC)的方法研究了加锚节理岩体的力学特性。以龙滩水电站左岸边坡的锚固设计为例,推导了边坡加锚节理岩体的等效力学参数,进行了岩石数值单轴压缩试验、直剪试验以及岩体结构面直剪试验,对数值试验的结果进行了误差分析和修正,确定出加锚节理岩体的等效力学参数为:岩石的变形模量、内摩擦角、内聚力不变,结构面的内摩擦角不变,内聚力由50 kPa提高到122 kPa。所得结论与采用物理试验的试验结果相符,验证了用数值模拟方法进行岩石力学试验的可行性和可靠性。 展开更多

关键词 节理岩体 等效力学参数 三维离散元 3DEC 数值模拟

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裂隙岩体等效力学参数结构效应的计算机模拟试验研究 被引量：9

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作者 崔臻 盛谦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3830-3840,共11页

为研究裂隙岩体结构效应对其等效力学参数的影响,引入基于离散元的合成岩体技术,通过可控的改变三维岩体结构网络中的结构参数,制作相应的合成岩体试件,开展计算机模拟试验研究。结果表明:随岩体中裂隙体积密度增大,裂隙的变形参数和强... 为研究裂隙岩体结构效应对其等效力学参数的影响,引入基于离散元的合成岩体技术,通过可控的改变三维岩体结构网络中的结构参数,制作相应的合成岩体试件,开展计算机模拟试验研究。结果表明:随岩体中裂隙体积密度增大,裂隙的变形参数和强度参数随裂隙密度增加而减少,其中等效弹性模量对结构面密度变化最为敏感;随岩体中裂隙倾角增加,岩体等效弹性模量随之单调增加,且等效弹性模量的离散程度(标准差)随倾角增加而减小,而各强度参数指标则先减少而后增加,形成一个U形变化规律;岩体等效力学参数均随结构面尺寸增加而减小,同时等效力学参数的离散程度(标准差)随结构面直径增加而增加,其中单轴抗压强度指标变化最为敏感;岩体等效力学参数对裂隙尺寸和产状的离散程度不敏感。该研究结论可为其他结构效应研究提供一种新思路。 展开更多

关键词 裂隙岩体 计算机模拟试验 合成岩体技术 结构效应 等效力学参数

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类蜂窝和六边形蜂窝夹芯等效力学参数对比与仿真 被引量：6

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作者 李响 杨祉豪 陈波文 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期88-92,共5页

本文提出了相同等效密度这一条件下进行类蜂窝及六边形蜂窝夹芯结构等效力学参数对比分析的方法,这一方法将有利于工业中对填充材料类型的选取.基于能量法对类蜂窝夹芯结构和六边形蜂窝夹芯结构共面等效力学参数进行推导,并利用有限元... 本文提出了相同等效密度这一条件下进行类蜂窝及六边形蜂窝夹芯结构等效力学参数对比分析的方法,这一方法将有利于工业中对填充材料类型的选取.基于能量法对类蜂窝夹芯结构和六边形蜂窝夹芯结构共面等效力学参数进行推导,并利用有限元法对类蜂窝夹芯结构和六边形蜂窝夹芯结构进行仿真分析,验证了理论推导公式的准确性.仿真结果显示在相同等效密度下,六边形蜂窝夹芯结构在x,y,z三方向的等效弹性模量均高于类蜂窝夹芯结构,但其等效力学性能随胞元边长变化时的稳定性低于类蜂窝夹芯结构,该对比方式为不同类型蜂窝夹芯结构的选取提供了参考. 展开更多

关键词 蜂窝夹层结构 能量法 等效力学参数 参数对比

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砂泥岩间互地层等效岩石力学参数计算模型及其应用 被引量：10

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作者 王珂 戴俊生 +4 位作者 冯阵东 解艳雪 樊阳 王媛 赵力彬 《地质力学学报》 CSCD 2013年第2期143-151,共9页

以地层岩石的变形分析为基础,从能量的角度出发,利用应变能理论及能量守恒定律推导出了等效岩石力学参数的一般计算公式,并建立了测井资料计算模型;利用该模型计算了库车坳陷克拉A气田目的层系巴什基奇克组的等效岩石力学参数,并以计算... 以地层岩石的变形分析为基础,从能量的角度出发,利用应变能理论及能量守恒定律推导出了等效岩石力学参数的一般计算公式,并建立了测井资料计算模型;利用该模型计算了库车坳陷克拉A气田目的层系巴什基奇克组的等效岩石力学参数,并以计算结果为基础进行了应力场及储层裂缝的数值模拟;最后讨论了等效岩石力学参数测井资料计算模型的优点及适用条件。模拟结果显示,储层裂缝集中发育在背斜高点及单斜构造部位,与气田目前的开发实践基本一致,表明了所建模型的合理性;等效岩石力学参数适用于区域性的横向应力场及储层裂缝预测,不适于预测局部或垂向上的储层裂缝分布规律。 展开更多

关键词 砂泥岩间互地层 等效岩石力学参数 应变能 能量守恒 数值模拟

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一类混凝土力学参数的迭代多尺度有限元预测方法 被引量：5

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作者 李友云 郑健龙 +1 位作者 崔俊芝 龙述尧 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期115-119,共5页

根据多级配骨料混凝土特点,给出了一种迭代多尺度有限元方法预测其等效力学参数。本文首先介绍了多级配骨料混凝土的材料特点并给出了计算混凝土多尺度模型,然后基于多尺度方法介绍了计算混凝土力学参数的计算程序,最后针对小湾大坝中... 根据多级配骨料混凝土特点,给出了一种迭代多尺度有限元方法预测其等效力学参数。本文首先介绍了多级配骨料混凝土的材料特点并给出了计算混凝土多尺度模型,然后基于多尺度方法介绍了计算混凝土力学参数的计算程序,最后针对小湾大坝中混凝土给出了算例说明了此种方法在预测混凝土等效力学参数的有效性。 展开更多

关键词 多级配骨料混凝土 多尺度有限元方法 混凝土等效力学参数

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基于Q系统与数值模拟的地下岩洞锚喷支护参数研究 被引量：2

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作者 曹洋兵 晏鄂川 +1 位作者 徐军 张婷婷 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第9期140-145,156,共7页

针对山东某地下水封液化石油气库工程,基于洞室截面尺寸和场区结构面发育特征,采用Q系统计算出特定Q值洞室围岩段的初步锚喷参数。基于场区地应力分布特征,采用GSI和Hoek-Brown准则建立起Q值与岩体等效力学参数的联系。基于3DEC离散元,... 针对山东某地下水封液化石油气库工程,基于洞室截面尺寸和场区结构面发育特征,采用Q系统计算出特定Q值洞室围岩段的初步锚喷参数。基于场区地应力分布特征,采用GSI和Hoek-Brown准则建立起Q值与岩体等效力学参数的联系。基于3DEC离散元,分别从连续和非连续围岩角度对锚喷参数进行校核,并基于超载安全系数法评价支护结构的安全性。结果表明:连续围岩条件下,锚喷支护对围岩位移的控制作用明显,锚杆的最小安全系数为2.75,喷层的安全系数为1.25,表明锚喷参数是安全、合理的;非连续围岩条件下,由于出现局部失稳块体,锚喷支护破坏失效;Q系统不针对局部块体失稳问题,表明结合离散元等数值模拟技术进行综合设计的必要性以及施工期对局部失稳问题进行提前甄别的重要性。 展开更多

关键词 地下岩洞 Q系统 离散元模拟 锚喷支护 岩体等效力学参数

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组合型类蜂窝夹芯结构设计及面内力学性能研究 被引量：7

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作者 李响 段宇 +3 位作者 宋小俊 王艳苗 秦红玲 曹祥斌 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期168-176,共9页

为提高蜂窝夹芯结构共面方向的承载性能,从仿生序构角度,提出一种组合型类蜂窝夹芯结构,并对其面内力学性能进行研究。首先,从深海鱼的骨骼结构中仿生设计出一种功能基元,并将该基元4个一组在空间组合成一个基本单元,再将此单元在水平... 为提高蜂窝夹芯结构共面方向的承载性能,从仿生序构角度,提出一种组合型类蜂窝夹芯结构,并对其面内力学性能进行研究。首先,从深海鱼的骨骼结构中仿生设计出一种功能基元,并将该基元4个一组在空间组合成一个基本单元,再将此单元在水平和垂直方向上阵列得到一种四边形里嵌套八边形的组合型类蜂窝夹芯结构;然后,根据胞元理论将该结构进行简化,采用经典梁弯曲理论与胡克定律推导出其面内等效力学参数公式;采用压缩实验和数值模拟进行力学参数的对比验证,得到该结构面内等效弹性模量的实验值、仿真值与理论值之间的误差分别为13.68%和10.60%,验证了组合型类蜂窝夹芯结构面内等效力学参数的准确性。在相同等效密度下,将所设计的组合型类蜂窝夹芯结构和该课题组以前提出的“超轻多孔”类蜂窝夹芯结构进行等效力学性能对比实验,结果表明:所设计的组合型类蜂窝夹芯结构的面内等效弹性模量是类蜂窝夹芯结构的20倍左右,其刚度有显著提升,该研究成果为新型蜂窝结构创新设计提供了思路。 展开更多

关键词 夹芯结构 组合型类蜂窝 面内力学性能 等效力学参数 压缩实验

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裂隙网络模拟与REV尺度研究 被引量：37

8

作者 张贵科 徐卫亚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1675-1680,共6页

研究了利用平面四边形模拟节理岩体三维裂隙网络的方法。在生成裂隙网络时,同时考虑结构面几何参数和力学参数的随机性。利用裂隙网络研究了确定岩体REV尺度的指标。在此基础上,编制了岩体裂隙网络模拟程序、裂隙网络图形输出程序和岩体... 研究了利用平面四边形模拟节理岩体三维裂隙网络的方法。在生成裂隙网络时,同时考虑结构面几何参数和力学参数的随机性。利用裂隙网络研究了确定岩体REV尺度的指标。在此基础上,编制了岩体裂隙网络模拟程序、裂隙网络图形输出程序和岩体REV尺度指标分析程序。通过算例分析,验证了研究成果及程序的合理性,并得出了岩体REV尺度约为各组裂隙中最大迹长期望值3-4倍的结论。研究成果为后续计算岩体等效力学参数奠定了基础。 展开更多

关键词 节理岩体 裂隙网络 岩体REV尺度 等效力学参数

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变工况空间太阳电池翼在轨热变形分析 被引量：7

9

作者 刘振宇 陈娅琪 吴慧英 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1762-1766,共5页

以空间飞行器太阳电池翼在轨运行期间热变形和热应力变化规律为对象,采用有限元软件I-DEAS建立电池翼热变形分析模型,针对电池翼满负荷和半负荷(变工况)工作状态进行在轨热-结构耦合分析.计算中采用三明治夹心板理论将电池翼基板进行合... 以空间飞行器太阳电池翼在轨运行期间热变形和热应力变化规律为对象,采用有限元软件I-DEAS建立电池翼热变形分析模型,针对电池翼满负荷和半负荷(变工况)工作状态进行在轨热-结构耦合分析.计算中采用三明治夹心板理论将电池翼基板进行合理简化,得出电池翼等效力学参数.数值结果对比分析发现,电池翼厚度方向瞬态温差是导致电池翼发生热变形的主要原因,太阳电池翼在从阳光区转入阴影区时,电池翼温度变化最剧烈,厚度方向温差达到最大值,此时基板热变形量最大,半负荷(变工况)基板变形最大值明显大于满负荷基板变形最大值. 展开更多

关键词 太阳电池翼 变工况 等效力学参数 热变形 热应力

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三周期极小曲面功能梯度点阵结构的动力学特性

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作者 李媛 李洋 +1 位作者 班子豪 马翔宇 《机械工程材料》 2025年第8期86-93,共8页

基于隐函数法设计了三周期极小曲面(TPMS)功能梯度点阵结构,建立了几何参数与相对密度的映射关系,并引入梯度指数调控点阵结构的密度分布;通过有限元仿真与单轴压缩试验标定等效力学参数,基于最小势能原理构建了TPMS功能梯度点阵结构的... 基于隐函数法设计了三周期极小曲面(TPMS)功能梯度点阵结构,建立了几何参数与相对密度的映射关系,并引入梯度指数调控点阵结构的密度分布;通过有限元仿真与单轴压缩试验标定等效力学参数,基于最小势能原理构建了TPMS功能梯度点阵结构的动力学模型并进行数值求解,通过有限元仿真与试验模态分析对模型进行验证,采用建立的动力学模型分析了点阵结构的动力学特征。结果表明:采用建立的动力学模型数值求解得到的TPMS功能梯度点阵结构前四阶固有频率与有限元仿真结果的相对误差小于5%,前两阶固有频率与试验结果的相对误差小于6%,证实了模型的可靠性。求解得到TPMS功能梯度点阵结构的固有频率随相对密度增大而增大;随着梯度指数增大,xOy平面弯曲模态(一/三/七阶)频率先减后增再减,xOz平面弯曲模态(二/四/八阶)及纵向模态(六阶)频率下降。 展开更多

关键词 三周期极小曲面 梯度点阵结构 等效力学参数 动力学模型

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基于代表体元法的根土复合体本构计算与验证

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作者 李绍领 黄建坤 +1 位作者 及金楠 陈丽华 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第2期107-116,共10页

传统的根系固土计算方法没有考虑根系的存在对根土复合体弹性参数的影响,难以针对坡面数量庞大的根系进行高效地建模和计算。为研究植被根系对土体的增强作用和对边坡稳定性的影响,将根土复合体视为天然根系纤维增强复合材料,通过引入... 传统的根系固土计算方法没有考虑根系的存在对根土复合体弹性参数的影响,难以针对坡面数量庞大的根系进行高效地建模和计算。为研究植被根系对土体的增强作用和对边坡稳定性的影响,将根土复合体视为天然根系纤维增强复合材料,通过引入代表体元(RVE)法,直接建立根土复合体三维本构关系,量化根系对土体的增强作用;现场采集山西吉县刺槐根系及土壤,通过不同埋根方式的直剪试验及反复剪切试验验证RVE法理论结果;最后通过数值模拟验证,RVE法获得的根土复合体等效力学参数用于评价边坡稳定性的可行性。研究表明:RVE法能预测根土复合体的等效弹性参数,其剪切弹性模量提升率与反复剪试验结果相比,相差仅为0.24%。RVE法理论计算得到的强度参数黏聚力c和内摩擦角φ与试验结果仅分别相差2.45 kPa和3°,而Wu模型计算的黏聚力c比试验结果高估约5倍。与素土边坡相比,根土复合体试验结果计算得到的边坡安全系数提高7.20%,RVE模型边坡提高9.78%,而Wu模型边坡安全系数提高29.33%。相比于RVE模型,Wu模型存在高估边坡稳定性的风险;因此,RVE法能准确预测根土复合体的弹性参数和强度参数c和φ的变化,根系对土体的增强作用,不仅体现在黏聚力的增强上,内摩擦角和等效弹性参数同样有变化。代表体元结合数值仿真的方式,为实现含大量根系边坡的稳定计算提供了新的方法和技术手段。 展开更多

关键词 代表体元法 根系固土 直剪试验 边坡稳定性 等效力学参数

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