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一种改进步长自调的非连续变形分析法 被引量:6
1
作者 刘永茜 杨军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2544-2548,共5页
非连续变形分析(DDA)是一种针对块体系统变形和位移求解的数值计算方法。引入Newmark方法于结构动力学微分方程中,考虑惯性力和阻尼力作用,改进时间步长自动调节,并实现DDA求解程序;比较研究Newmark方法中的线性加速法、常加速法和平均... 非连续变形分析(DDA)是一种针对块体系统变形和位移求解的数值计算方法。引入Newmark方法于结构动力学微分方程中,考虑惯性力和阻尼力作用,改进时间步长自动调节,并实现DDA求解程序;比较研究Newmark方法中的线性加速法、常加速法和平均加速法在DDA程序中计算的收敛速度,讨论块体系统动力学计算过程中DDA方法对惯性力和阻尼力的添加和删除,并提出根据计算精度要求的误差控制实现方案。将改进的DDA方法模拟一个典型的煤与瓦斯突出过程,取得了满意的计算结果,该改进算法为DDA方法处理动力学问题提供新的途径。 展开更多
关键词 连续变形分析 Newmark积分 动力学分析 阻尼计算 数值模拟
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数值方法在大坝破坏分析中的应用 被引量:3
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作者 陈在铁 任青文 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期296-300,共5页
论述在大坝破坏分析中数值计算方法的发展过程和现状.简述目前广泛使用的结构力学分析法、连续变形分析法、非连续变形分析法、整体稳定分析法的基本原理和单元剖分思路,逐个分析它们的适用范围和存在的不足之处,指出数值计算方法亟待... 论述在大坝破坏分析中数值计算方法的发展过程和现状.简述目前广泛使用的结构力学分析法、连续变形分析法、非连续变形分析法、整体稳定分析法的基本原理和单元剖分思路,逐个分析它们的适用范围和存在的不足之处,指出数值计算方法亟待解决计算结果对单元网络剖分的依赖性等关键和基础性问题以及进一步努力的方向. 展开更多
关键词 大坝 安全分析 数值计算方法 连续变形分析 连续变形分析 稳定分析
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复合冲击作用下PDC钻齿破岩过程连续-非连续数值模拟研究 被引量:4
3
作者 秦承帅 孙洪斌 +4 位作者 李利平 刘学港 刘知辉 冯春 孙子正 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期109-120,共12页
复合冲击钻进是兼具轴向和扭转2个维度冲击的新型破岩技术,针对岩石在聚晶金刚石复合片钻头(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻齿轴向-扭转2个方向冲击作用下破坏机制复杂、复合冲击破岩机理不清晰等问题,基于连续-非连续分析方法... 复合冲击钻进是兼具轴向和扭转2个维度冲击的新型破岩技术,针对岩石在聚晶金刚石复合片钻头(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻齿轴向-扭转2个方向冲击作用下破坏机制复杂、复合冲击破岩机理不清晰等问题,基于连续-非连续分析方法(Continuous Discontinuous Element Method,CDEM),建立基于共享节点的FEM-DEM岩石模型,再通过室内单轴压缩实验验证该计算模型的合理性。基于JavaScript二次开发,建立单钻齿复合冲击运动模型,并模拟PDC单钻齿在正弦函数下的复合冲击破岩过程。通过对岩屑、径向剪切裂纹、侧向裂纹和侧向主裂纹等形成过程的分析,揭示岩石在复合冲击作用下的破坏规律。在此基础上,建立单钻齿复合冲击切削力学模型,开发适用于分析复合冲击破岩钻进的连续-非连续数值算法,分析不同切削深度、前倾角度、轴向冲击速度、扭转冲击速度下的破岩效果,探讨不同钻齿参数下的切削力和破岩规律。结果表明:复合冲击作用下钻齿前方和下方岩石均发生大体积破碎,可实现“立体破岩”效果,进而减小钻头的粘滑效应。钻齿与岩层的接触面积、接触弧长、冲击能量的分配效果是影响复合冲击破岩效率的关键因素。岩层的破碎体积随着切入深度的增大而增大,但钻齿所受的切削力也会同步增大;冲击角度影响冲击能量在水平和垂直方向的分布效果,较小的前倾角度下钻齿破岩体积较大;提高轴向冲击速度和扭转冲击速度可提高岩层破碎体积,但钻齿所受的切削力也相对较大,不利于钻具寿命的延长。研究结果可对提高不同工况下的破岩效率、优化PDC钻齿设计参数、延长钻具使用寿命等提供借鉴意义。 展开更多
关键词 破岩 复合冲击钻进 PDC钻齿 破岩机理 连续-连续分析方法 数值模拟
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1997年玛尼地震对青藏川滇地区构造块体系统稳定性影响的三维DDA+FEM方法数值模拟 被引量:14
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作者 陈祖安 林邦慧 白武明 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2008年第5期1422-1430,共9页
本文用三维非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本... 本文用三维非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上进一步数值模拟1997年玛尼7.9级大震的发生过程,研究大震引起研究区各块体边界断层应力状态变化的特征.(1)发震断层两侧发生左旋走滑错动,最大水平位错大约7m;(2)深部位错面上位错分布与用地震波资料震源反演的结果类似;(3)最大差应力变化等值线图与由星载D-INSAR技术获取的地表形变场图像相似;(4)地表垂直位移表明地震断层面略向北逆冲.计算模拟得到了玛尼地震发生引起青藏川滇地区构造块体系统各边界断层上库仑破裂应力变化的分布,表明玛尼大震的发生除了使其发震断层的两端库仑破裂应力增大,应力进一步集中外,位于上地壳层上东昆仑断裂中段的2001年昆仑山8.1大震(H=11km)发震断层段的库仑破裂应力增加约2MPa,位于中地壳层上喀拉昆仑断裂带中的2008年改则6.9级地震(H=30km)发震断层段的库仑破裂应力也增加约0.7MPa,可见这两个已接近破裂强度地段的失稳对发生大震起了一定促进作用.研究结果也表明:作者发展的三维DDA+FEM方法能有效地用于大震活动与各构造块体相互作用关系的研究. 展开更多
关键词 玛尼大震 青藏川滇构造块体 连续变形分析方法 数值模拟
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用(DDA+FEM)方法数值模拟1975年海城、1999年岫岩地震发生的过程 被引量:2
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作者 张瑞青 魏富胜 +1 位作者 乔成斌 林邦慧 《地震学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期163-170,共8页
用非连续变形分析方法(DDA+FEM), 数值模拟了华北地区各地块相互制约构造环境中发生的1975年海城地震及1999年岫岩地震的过程. 通过对岫岩前震及近期余震分布图象的研究, 以及前人对海城地震的研究, 提出了海城、岫岩地震发震构造块体模... 用非连续变形分析方法(DDA+FEM), 数值模拟了华北地区各地块相互制约构造环境中发生的1975年海城地震及1999年岫岩地震的过程. 通过对岫岩前震及近期余震分布图象的研究, 以及前人对海城地震的研究, 提出了海城、岫岩地震发震构造块体模型. 数值模拟结果给出了两次地震释放的主应力变化、最大剪应力变化等值线图, 地震前后位移变化矢量图, 及发震断层滑移随时间的变化, 分别与相应地震的震源机制、宏观等震线、发震断层的走滑性质等的结果基本一致. 展开更多
关键词 连续变形分析方法 数值模拟 地震破裂过程
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1966年以来华北地区一系列七级大震破裂过程的数值模拟 被引量:22
6
作者 陈祖安 白武明 +4 位作者 林邦慧 王新华 许国凯 张瑞清 黄为清 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期373-381,共9页
用非连续变形分析方法 (DDA +FEM)数值模拟 ,在华北地区各地块相互制约的块体系统环境中 ,地块边界断层上发生 196 6年邢台地震、196 9年渤海地震、1975年海城地震、1976年唐山地震等不同类型破裂模式大震的破裂过程 .数值模拟结果给出... 用非连续变形分析方法 (DDA +FEM)数值模拟 ,在华北地区各地块相互制约的块体系统环境中 ,地块边界断层上发生 196 6年邢台地震、196 9年渤海地震、1975年海城地震、1976年唐山地震等不同类型破裂模式大震的破裂过程 .数值模拟结果给出每个大震释放的主应力场 ,最大剪应力变化等值线图 ,地震前后位移变化矢量图 ,发震断层滑移随时间变化以及走滑错距和应力降等震源参数 .这些结果与地震的震源机制 ,用地震波资料研究得到的震源参数 ,宏观等震线 ,地表观测的水平位移矢量图基本一致 .其中 196 9年渤海地震正交破裂模式的结果与宏观等震线及小震分布图像更接近 .1976年唐山地震复杂震源模式与该震早期余震分布图像更相符 .表明用DDA +FEM方法进行数值模拟研究 ,能较好地模拟地震破裂过程 . 展开更多
关键词 连续变形分析方法 活动地块动力学假说 数值模拟 动力学过程 地震破裂过程
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基于数值仿真的复杂岩体TBM掘进性能评估模型 被引量:5
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作者 赵高峰 姜宝元 +4 位作者 芮福鑫 马洪素 李洁勇 赵晓豹 龚秋明 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期984-997,共14页
为了评估全断面隧道掘进机(TBM)在复杂岩体环境中的掘进性能,本文提出了基于数值仿真的全断面TBM掘进预测模型。首先,采用4D-LSM和DDA耦合模型数值重现工程尺度完整岩体和节理岩体的TBM掘进测试过程,分析全断面TBM掘进过程中刀盘的力学... 为了评估全断面隧道掘进机(TBM)在复杂岩体环境中的掘进性能,本文提出了基于数值仿真的全断面TBM掘进预测模型。首先,采用4D-LSM和DDA耦合模型数值重现工程尺度完整岩体和节理岩体的TBM掘进测试过程,分析全断面TBM掘进过程中刀盘的力学响应和岩体的破坏特征;其次,研究节理间距、节理方向、岩体单轴抗压强度以及脆性指数对可钻性指数的影响;最后,引入单神经元对数值仿真预测模型进行修正,并与岩体特征模型进行对比分析,验证基于数值仿真的全断面TBM掘进性能预测模型的适用性。研究结果表明:TBM在低强度、高脆性以及节理发育的岩体中掘进效率更高,当节理面与TBM掘进方向之间的夹角为60°~75°时,最有利于TBM的运行。基于数值仿真的TBM掘进性能预测模型提供了一种经济、灵活的可用于评估复杂环境中TBM施工性能的方法。 展开更多
关键词 全断面隧道掘进机 全尺寸TBM破岩模拟 掘进性能预测 耦合数值模型 离散弹簧模型 连续变形分析方法
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密集钻孔弱化坚硬顶板机理的数值模拟及应用研究 被引量:4
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作者 马军强 李学华 +5 位作者 姚强岭 夏泽 徐强 山长昊 Andrey SIDORENKO Aleksei APARIN 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第6期1865-1886,共22页
煤矿坚硬顶板工作面回采后形成的侧向悬臂梁结构导致邻近工作面回采巷道和煤柱处于高应力状态,使得邻近工作面回采巷道围岩矿压显现剧烈。本文提出了一种密集钻孔诱导形成非连续弱面弱化坚硬顶板的技术方法。根据察哈素煤矿31315工作面... 煤矿坚硬顶板工作面回采后形成的侧向悬臂梁结构导致邻近工作面回采巷道和煤柱处于高应力状态,使得邻近工作面回采巷道围岩矿压显现剧烈。本文提出了一种密集钻孔诱导形成非连续弱面弱化坚硬顶板的技术方法。根据察哈素煤矿31315工作面的工程地质条件,采用颗粒流数值计算软件PFC^(2D)建立了数值计算模型,研究了密集钻孔周围的应力响应机制和裂缝扩展规律。研究发现,密集钻孔开挖后,钻孔周围岩体因受集中应力而出现渐进性破坏并形成以最小水平主应力方向为长轴,最大水平主应力方向为短轴的椭圆形卸压区。同时,当钻孔直径(D)由30 mm增加到133 mm时,卸压区面积比(λ)从0增加到6.42%,卸压区宽度比(μ)从11.55%增加到54.6%。当钻孔间距(L)从300 mm增加到700 mm时,λ从30.86%减小到9.74%,μ从63.9%减小到33.2%,表明采用较大的直径和较小的间距能够提高密集钻孔对坚硬顶板岩层的弱化程度及卸压效果。现场工业性试验结果表明,密集钻孔诱导形成的非连续弱面有效地弱化了顶板岩层的强度,促进了工作面回采后侧向悬臂结构及时垮落,优化了巷道围岩所处的应力环境,保证了工作面生产安全。本研究为煤矿坚硬顶板的控制方案提供了一种新的技术方法。 展开更多
关键词 密集钻孔 连续弱面 切顶卸压 回采巷道稳定性 颗粒流数值计算软件(PFC^(2D))
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非线性光学器件
9
《中国光学》 EI CAS 2002年第6期31-31,共1页
O437 2002064195一种基于非线性的光纤环镜开关特性的超短光孤子产生方法=Generation of bright and dark soliton trainsfrom continuous-wave light using the switchingcharacteristics of a nonlinear-optical loop mirror[刊,中]/... O437 2002064195一种基于非线性的光纤环镜开关特性的超短光孤子产生方法=Generation of bright and dark soliton trainsfrom continuous-wave light using the switchingcharacteristics of a nonlinear-optical loop mirror[刊,中]/曹文华(五邑大学电子与信息工程系.广东,江门(529020)),刘颂豪。 展开更多
关键词 线性光纤环镜 开关特性 线性光导开关 数值计算 光孤子 暗孤子 连续 信息工程 线性光学器件 临界相位匹配
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离散元法研究的评述 被引量:154
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作者 刘凯欣 高凌天 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期483-490,共8页
介绍了离散元法的基本理论、计算方法及其应用的现状和最新进展.从离散元法的离散模型特点及便于甄别与其它数值计算方法的关系的角度给予离散元法一个比较宽松的定义.在此基础上阐明了离散元方法与刚体-弹簧模型(rigid body spring mod... 介绍了离散元法的基本理论、计算方法及其应用的现状和最新进展.从离散元法的离散模型特点及便于甄别与其它数值计算方法的关系的角度给予离散元法一个比较宽松的定义.在此基础上阐明了离散元方法与刚体-弹簧模型(rigid body spring model,RBSM)方法,不连续变形分析(discontinuous deformation analysis,DDA)方法,分子动力学(molecular dynamics,MD)方法,三维离散元(discrete meso-element dynamic method,DM2)方法及无网格方法(meshless method)等数值计算方法的关系,并讨论了离散元法研究中亟待解决的问题和今后的发展方向. 展开更多
关键词 离散元法 连续介质力学 连续介质力学 刚体-弹簧模型 数值计算 有限元法 边界元法
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