基于离散单元法模拟颗粒流的图神经网络计算加速方法

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作者 郅朋 吴宇清 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3601-3611,共11页

本研究旨在探索一种基于图神经网络(GNN)加速离散元法(DEM)计算的新模型,以提高颗粒流模拟的计算效率和精度.传统DEM方法尽管精确,但计算耗时长.GNN具有模拟DEM的天然优势,在GNN中颗粒表示为节点,颗粒的相互作用表示为边.提出的加速模... 本研究旨在探索一种基于图神经网络(GNN)加速离散元法(DEM)计算的新模型,以提高颗粒流模拟的计算效率和精度.传统DEM方法尽管精确,但计算耗时长.GNN具有模拟DEM的天然优势,在GNN中颗粒表示为节点,颗粒的相互作用表示为边.提出的加速模型包含了两个GNN,分别是颗粒-颗粒图神经网络(P-P GNN)和颗粒-边界图神经网络(P-W GNN),能够分别学习颗粒-颗粒和颗粒-边界接触信息.通过水平滚筒、倾斜滚筒和漏斗堆积3种颗粒流场景的模拟,验证了该模型的有效性和优越性.结果表明,利用GNN模型能够有效地捕捉颗粒流中的复杂接触关系,极大地提高了计算速度,相较于传统DEM实现了约30倍的加速.其次,模型在不同颗粒流场景下单步预测均表现出高精度,并且在宏观特征预测上表现优异,能够准确预测颗粒流的休止角、温度以及重心变化等.另外,文章还研究了超参数对预测结果的影响,如临界距离和GNN的层数,合适的临界距离可以限制颗粒穿过边界,GNN的层数在3~10层对预测结果没有显著影响,这为进一步优化GNN模型应用于颗粒流模拟提供了研究基础. 展开更多

关键词 离散元 图神经网络 颗粒流 机器学习

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离散元颗粒流软件(PFC)在道路工程中的应用 被引量：1

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《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2944-2944,共1页

著者：黄晓明,E16K,81页,平装,定价：48元,出版单位：人民交通出版社,版次：第1版第2次,出版时间：2016年8月30号,标准书号：ISBN 978-7-114-11667-4。内容简介：本书系统地讲述了在道路工程材料性能分析中应用离散元颗粒流软件PFC2D/3... 著者：黄晓明,E16K,81页,平装,定价：48元,出版单位：人民交通出版社,版次：第1版第2次,出版时间：2016年8月30号,标准书号：ISBN 978-7-114-11667-4。内容简介：本书系统地讲述了在道路工程材料性能分析中应用离散元颗粒流软件PFC2D/3D的基本理论和方法。主要内容包括：离散元方法的基本原理、PFC2D/3D软件介绍、PFC的接触模型及其参数、集料的重构与沥青混合料离散元试件的生成、集料和沥青混凝土基本力学性能的离散元分析实例、沥青混凝土开裂问题的离散元分析实例、 展开更多

关键词 离散元方法 pfc 颗粒流 沥青混凝土 分析实例 基本力学性能 标准书号 高温变形 沥青混合料 集料

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落石冲击力评定的离散元颗粒流数值模拟 被引量：20

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作者 王玉锁 李俊杰 +3 位作者 李正辉 冯高飞 吴浩 何俊男 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期22-29,共8页

为使落石冲击力评定更合理、有效，以离散元模型（DEM）为理论基础，利用颗粒流（PFC）单元法研究垂直下落条件下落石对结构的冲击力，分析了落石高度、重力及回填土厚度对冲击力的影响规律．将PFC数值模拟结果与其他几种落石冲击力计... 为使落石冲击力评定更合理、有效，以离散元模型（DEM）为理论基础，利用颗粒流（PFC）单元法研究垂直下落条件下落石对结构的冲击力，分析了落石高度、重力及回填土厚度对冲击力的影响规律．将PFC数值模拟结果与其他几种落石冲击力计算方法所得结果进行比较，结果表明：落石冲击力与落石高度及重力均呈明显的线性关系，落石冲击力随落石高度线性变化幅度与落石重力有关，而落石冲击力随落石重力线性变化幅度与回填土厚度有关；回填土厚度为0．6m时的冲击力比无回填土时减小50％～60％，回填土厚度大于2．0m时，缓冲幅度趋于稳定，说明回填土厚度有一个合理范围，超出时，结构总荷载会增大；离散元颗粒流数值模拟方法通过阻尼设置来模拟空气在落石下落过程中产生的作用，使得在评定大体积落石从较高高度下落时产生的冲击力更加合理． 展开更多

关键词 落石冲击力 回填土 离散元模型(DEM) 颗粒流(pfc)

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基于颗粒流离散元模型的弹丸侵彻细观混凝土数值模拟方法研究 被引量：10

4

作者 刘志林 孙巍巍 王晓鸣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期162-169,176,共9页

利用颗粒离散单元法,研究弹丸侵彻细观混凝土模型中弹丸受到介质的阻应力与侵彻速度的关系。采用蒙特卡罗法随机生成并投放混凝土骨料且骨料的粒径分布满足级配曲线。通过对混凝土颗粒离散元细观力学模型进行单轴压缩实验、巴西劈裂实... 利用颗粒离散单元法,研究弹丸侵彻细观混凝土模型中弹丸受到介质的阻应力与侵彻速度的关系。采用蒙特卡罗法随机生成并投放混凝土骨料且骨料的粒径分布满足级配曲线。通过对混凝土颗粒离散元细观力学模型进行单轴压缩实验、巴西劈裂实验和双轴压缩实验的参数反演,确定细观模型参数,能使细观混凝土模型具有和一般混凝土等效的力学性能。分析了骨料、过渡层和砂浆三相材料各细观参数对混凝土单轴压缩应力应变关系影响以及锥形弹和平头弹弹丸直径对侵彻阻应力的影响。将颗粒离散元细观力学模型方法计算的弹丸阻应力与空腔膨胀理论计算模型相比较,表明计算离散元方法具有良好的精度和实用性。 展开更多

关键词 离散元 颗粒流 细观模型 混凝土 侵彻

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基于颗粒流离散元方法的行人动力学模型及仿真研究 被引量：4

5

作者 杨静 张蕊 +1 位作者 刘荣强 冯焕东 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期51-57,84,共8页

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模... 离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计,对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的高效性.研究结果表明:模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值. 展开更多

关键词 城市交通 行人动力学仿真 离散元方法 行人运动 颗粒流理论

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二维颗粒流程序PFC^(2D)特点及其应用现状综述 被引量：18

6

作者 杜娟 《安徽建筑工业学院学报（自然科学版）》 2009年第5期68-70,共3页

介绍了PFC2D的基本原理及其在地质和岩土工程的应用现状和主要功能。并在此基础上将其与传统的有限元和离散元模拟方法进行对比,对其使用过程中的优缺点进行了系统和详细的分析。并对其将来的发展及应用前景进行了论述。

关键词 离散元 pfc 颗粒流

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土石混合体边坡稳定性的三维颗粒离散元分析 被引量：21

7

作者 金磊 曾亚武 +1 位作者 程涛 李晶晶 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期41-50,共10页

为探究土石混合体边坡的稳定性和破坏机理,基于土工离心模型试验基本原理,结合已开发的不规则块石和土石混合体三维离散元建模方法建立土石混合体边坡细观结构的三维离散元模型.引入颗粒流强度折减法并提出基于能量演化的方法来判别边... 为探究土石混合体边坡的稳定性和破坏机理,基于土工离心模型试验基本原理,结合已开发的不规则块石和土石混合体三维离散元建模方法建立土石混合体边坡细观结构的三维离散元模型.引入颗粒流强度折减法并提出基于能量演化的方法来判别边坡失稳破坏.利用提出的土石混合体边坡三维离散元建模方法和稳定性分析方法,分析不同块石含量、块石形状、空间结构、空间形态等因素对土石混合体边坡稳定性和破坏模式的影响,并揭示这些因素影响的细观机理.结果表明:随含石量增加,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大;土石混合体边坡中呈现出多滑动面现象,且滑面较为曲折,具有明显的绕石特征,坡脚部位的部分大块石使得剪出口的位置发生明显的改变;随块石形状由球体、卵石到碎石,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大;上覆堆积体相对较厚且坡度不是很大的二元结构边坡或一元结构边坡的破坏模式主要是堆积体内部发生的弧形滑动破坏,上覆堆积体厚度不大且基岩面相对平整的二元结构边坡的破坏模式主要是沿基-覆界面的整体平移滑动破坏;随土石混合体边坡空间形态由条带型、敞口型到锁口型,其安全系数逐渐提高,其中锁口型边坡具有显著的支撑拱效应,且含石量越大这种效应越明显. 展开更多

关键词 土石混合体边坡 不规则块石 三维离散元 颗粒流强度折减法 边坡稳定分析

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基于离散元的废旧二灰碎石与土混合料承载比细观力学特性研究

8

作者 张小飞 陈芋如 +3 位作者 张松 高雷 田盎然 唐强 《中外公路》 2024年第3期63-69,共7页

建筑垃圾应用于路基过程中,其材料承载力对道路服役性能具有重要影响。为评价建筑垃圾用于路基填料时的细观力学特性,该文利用离散元软件对不同含石率的废旧二灰碎石与土混合料进行承载比试验,并利用离散元法揭示强度形成机理。结果表明... 建筑垃圾应用于路基过程中,其材料承载力对道路服役性能具有重要影响。为评价建筑垃圾用于路基填料时的细观力学特性,该文利用离散元软件对不同含石率的废旧二灰碎石与土混合料进行承载比试验,并利用离散元法揭示强度形成机理。结果表明:混合料的承载比随含石率增大不断增加,含石率为80%时达到最大值。在离散元模拟承载比试验中,空隙率随着二灰碎石土的含石量的增大先降低后增大,当含石率为80%时混合料的空隙率最小,此时能达到最佳的承载效果。随着含石率的逐渐增大,废旧二灰碎石之间的颗粒相互嵌挤,形成骨架结构,因此能够有效承担来自贯入杆的荷载。 展开更多

关键词 路基工程 二灰碎石 加州承载比 空隙率 颗粒流离散元

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土坡稳定分析的颗粒流模拟 被引量：93

9

作者 周健 王家全 +1 位作者 曾远 张姣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期86-90,共5页

边坡的失稳破坏运动是一个存在岩土体的滑动、平移、转动的复杂过程,具有宏观上的不连续性和单个块体运动的随机性。采用颗粒流模拟土坡的变形破坏全过程,不需要假定滑移面的位置和形状,颗粒根据所受到的接触力调整其位置,最终从抗剪强... 边坡的失稳破坏运动是一个存在岩土体的滑动、平移、转动的复杂过程,具有宏观上的不连续性和单个块体运动的随机性。采用颗粒流模拟土坡的变形破坏全过程,不需要假定滑移面的位置和形状,颗粒根据所受到的接触力调整其位置,最终从抗剪强度最弱的面发生剪切破坏,因此离散元法是模拟边坡变形破坏力学行为的比较理想的途径。运用PFC(颗粒流)程序对砂性土坡和黏性土坡分别进行数值模拟,分析细观参数对土坡破坏型式的影响。结果显示,土性对边坡的破坏型式有很大的影响,随着颗粒黏性的增大,边坡破坏类型从塑性破坏向脆性破坏过渡。 展开更多

关键词 边坡失稳 颗粒流(pfc)离散元 数值模拟 土坡稳定

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颗粒流强度折减法和重力增加法的边坡安全系数研究 被引量：55

10

作者 周健 王家全 +1 位作者 曾远 贾敏才 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1549-1554,共6页

将强度折减法和重力增加法的思路引入离散单元法,对土坡安全系数的评价作尝试性研究。运用颗粒流软件,采用强度折减法和重力增加法对边坡进行稳定分析。结果表明颗粒流计算得到的结果与有限元和条分法计算结果比较接近,为计算边坡稳定... 将强度折减法和重力增加法的思路引入离散单元法,对土坡安全系数的评价作尝试性研究。运用颗粒流软件,采用强度折减法和重力增加法对边坡进行稳定分析。结果表明颗粒流计算得到的结果与有限元和条分法计算结果比较接近,为计算边坡稳定开辟了一条新的途径。采用颗粒流求解边坡的安全系数不需要条分,也即不需要对条间力做假定,同时不需要假定滑移面的位置和形状,颗粒根据所受到的接触力调整其位置,最终从抗剪强度最弱面发生剪切破坏。最后对强度折减法的不等比例折减提出了不同观点,为今后的研究提供思路。 展开更多

关键词 颗粒流 离散元 强度折减法 重力增加法 安全系数

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基于离散元法的表面形貌相互作用研究 被引量：12

11

作者 赵永春 刘小君 +1 位作者 王伟 刘焜 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期487-490,共4页

针对摩擦过程中的表面形貌相互作用问题,文章基于离散元原理,并利用该原理的一种应用程序——颗粒流程序(PFC程序),直观地对表面形貌相互作用进行模拟;模拟结果表明在刚性光滑平面与理想粗糙表面相互作用之后,粗糙度变小,表面结构也发... 针对摩擦过程中的表面形貌相互作用问题,文章基于离散元原理,并利用该原理的一种应用程序——颗粒流程序(PFC程序),直观地对表面形貌相互作用进行模拟;模拟结果表明在刚性光滑平面与理想粗糙表面相互作用之后,粗糙度变小,表面结构也发生较大变化;并且随着2个接触表面法向接近量的增大,粗糙表面的脱落颗粒数增加,磨损程度加剧。 展开更多

关键词 离散元方法 颗粒流程序 粗糙表面 接触

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颗粒形状对颗粒流模拟双轴压缩试验的影响研究 被引量：34

12

作者 张翀 舒赣平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1281-1286,共6页

采用二维离散单元法,建立了4种不同形状的颗粒,研究了颗粒形状对模拟双轴试验的影响以及4种不同颗粒试样宏观特性随颗粒细观参数的变化关系。研究结果表明:在其它细观参数相同的情况下,颗粒形状对颗粒试样的宏观特性有较大的影响,其中3... 采用二维离散单元法,建立了4种不同形状的颗粒,研究了颗粒形状对模拟双轴试验的影响以及4种不同颗粒试样宏观特性随颗粒细观参数的变化关系。研究结果表明:在其它细观参数相同的情况下,颗粒形状对颗粒试样的宏观特性有较大的影响,其中3种异形颗粒由于颗粒形状的特殊性,显著地提高了颗粒试样的剪切强度。同时通过模拟双轴试验分析表明,4种颗粒试样宏观特性与细观参数的变化规律均比较一致。 展开更多

关键词 双轴试验 颗粒流 离散元 颗粒形状

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公路隧道通风竖井岩爆机制颗粒流模拟研究 被引量：20

13

作者 徐士良 朱合华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期885-890,898,共7页

根据工程地质资料分析,岩爆是秦岭公路隧道2号通风竖井施工过程中的主要难题。岩爆机制是指岩爆发生的物理过程,与岩石的颗粒大小、颗粒胶结和粒间孔隙等结构特征密切相关。根据颗粒流基本理论和竖井混合片麻岩的基本力学特性,进行混合... 根据工程地质资料分析,岩爆是秦岭公路隧道2号通风竖井施工过程中的主要难题。岩爆机制是指岩爆发生的物理过程,与岩石的颗粒大小、颗粒胶结和粒间孔隙等结构特征密切相关。根据颗粒流基本理论和竖井混合片麻岩的基本力学特性,进行混合片麻岩细观颗粒参数标定研究。颗粒大小不是一个自由参数,通过颗粒流模拟的相似比分析,采用强度折减方法进行竖井岩爆机制的颗粒流模拟。研究表明,岩爆孕育的细观机制为平行于开挖面的微裂纹萌生—微裂纹扩展、聚合—宏观裂纹的形成,为压致张剪断裂破坏,主要是由张拉裂纹扩展、聚合引起的,是一个渐近破坏过程。研究成果为竖井岩爆稳定性分析提供初步依据。 展开更多

关键词 岩爆机制 颗粒流 离散元 隧道工程 通风竖井

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H-V加筋土性状的颗粒流细观模拟 被引量：20

14

作者 张孟喜 张石磊 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期625-631,共7页

正交水平-竖向(H-V)加筋是一种新型的土工加筋技术,在H-V加筋土中除了有传统的水平筋条外,还在水平筋条上设置了竖向齿筋。结合已完成的加筋土三轴试验,采用基于离散元理论的颗粒流软件(PFC2D)对试验进行了仿真模拟,较好地拟合了H-V加... 正交水平-竖向(H-V)加筋是一种新型的土工加筋技术,在H-V加筋土中除了有传统的水平筋条外,还在水平筋条上设置了竖向齿筋。结合已完成的加筋土三轴试验,采用基于离散元理论的颗粒流软件(PFC2D)对试验进行了仿真模拟,较好地拟合了H-V加筋砂土三轴试验的应力–应变曲线,并通过观测颗粒的受力情况分析了H-V加筋砂土的受力机理。通过引入颗粒流理论,对H-V加筋砂土试样的剪切带形成进行了细观数值模拟,揭示了H-V加筋土中剪切带产生、扩展的渐进破坏规律。 展开更多

关键词 H-V加筋 三轴试验 颗粒流 离散元 剪切带

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土石混合体单轴压缩试验的三维颗粒流数值模拟 被引量：10

15

作者 金磊 曾亚武 叶阳 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第7期93-99,104,共8页

为探究不同含石量土石混合体在单轴压缩荷载下的变形破坏机理,在不规则颗粒三维离散元精细建模技术的基础上,提出了一种不规则块石三维离散元模型随机生成技术,并建立了符合宏观统计规律的土石混合体三维颗粒流数值模型。进行了低、中... 为探究不同含石量土石混合体在单轴压缩荷载下的变形破坏机理,在不规则颗粒三维离散元精细建模技术的基础上,提出了一种不规则块石三维离散元模型随机生成技术,并建立了符合宏观统计规律的土石混合体三维颗粒流数值模型。进行了低、中、高不同含石量(0,10%,30%,50%,70%,90%)的土石混合体单轴压缩试验颗粒流数值模拟,获得了各种含石量的土石混合体在单轴压缩荷载下的应力应变特征和变形破坏特征,并对其变形破坏的细观机理进行了深入的分析探讨。结果表明:随着含石量的增加,土石混合体试样单轴抗压强度和弹性模量随之减小;中低含石量(0,10%,30%,50%)土石混合体的应力-应变曲线表现出典型的应变软化特征,而高含石量(70%,90%)土石混合体在达到峰值应力后表现出一定程度的塑性流动特征;中低含石量土石混合体试样中形成的微裂纹主要是张拉裂纹,宏观上表现出来的是拉裂破坏,而高含石量土石混合体试样中微裂纹很少,主要是剪切裂纹,宏观上表现出来的是剪切破坏。 展开更多

关键词 土石混合体 不规则颗粒 三维颗粒流 单轴压缩试验 离散元模型

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基于离散元理论的粗粒土三轴试验细观模拟 被引量：22

16

作者 刘勇 朱俊樸 闫斌 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期58-62,共5页

基于三维离散元颗粒流理论,综合考虑颗粒间黏结力,确定颗粒接触本构关系,建立有黏结材料工程性质的数值仿真模型,实现对粗粒土工程力学特性的模拟。根据某粗粒土室内三轴试验结果和大量数值试验,对颗粒流数值模型进行标定,精确再现室内... 基于三维离散元颗粒流理论,综合考虑颗粒间黏结力,确定颗粒接触本构关系,建立有黏结材料工程性质的数值仿真模型,实现对粗粒土工程力学特性的模拟。根据某粗粒土室内三轴试验结果和大量数值试验,对颗粒流数值模型进行标定,精确再现室内试验的加载曲线。基于标定后的颗粒流模型,针对不同的试样加载过程,分析不同应力路径下的力学响应。通过对颗粒流试样细观参数的进一步分析,研究试样的颗粒间的摩擦系数、细观连接强度以及孔隙率对宏观力学特性的影响。揭示模型细观参数对宏观力学响应的影响,研究结果表明:通过控制细观参数可实现对宏观力学响应的调整,并据此给出细观参数选取的若干建议,为今后的颗粒流模拟试验提供参考。 展开更多

关键词 离散元理论 颗粒流 三轴试验 细观参数 应力路径

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水平-竖向加筋土挡墙作用机理的离散元数值模拟 被引量：7

17

作者 周淮 张孟喜 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1548-1552,1557,共6页

在水平-竖向(H-V)加筋土挡墙室内模型试验的基础上,采用基于离散元理论的颗粒流软件(PFC)对试验进行了仿真模拟.就PFC模拟得出的挡墙变形和竖筋侧应力等数据,与模型试验结果进行了比较和验证.同时,结合挡墙内部土颗粒位移和应力矢量图... 在水平-竖向(H-V)加筋土挡墙室内模型试验的基础上,采用基于离散元理论的颗粒流软件(PFC)对试验进行了仿真模拟.就PFC模拟得出的挡墙变形和竖筋侧应力等数据,与模型试验结果进行了比较和验证.同时,结合挡墙内部土颗粒位移和应力矢量图研究了H-V土加筋挡墙的作用机理及破裂面形式. 展开更多

关键词 水平-竖向加筋土挡墙 模型试验 颗粒流 离散元

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剪切平行板间密集颗粒流的接触力分布及各向异性分析 被引量：2

18

作者 孟凡净 刘焜 王伟 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第7期714-723,共10页

研究了剪切平行板间密集颗粒流的接触力分布规律、接触力网络的各向异性、颗粒摩擦因数对宏观流变特性及细观力链分布的影响等.为了研究以上内容,应用计算机建立了离散元数值分析模型.数值分析结果表明,颗粒之间的接触力分布按幂函数规... 研究了剪切平行板间密集颗粒流的接触力分布规律、接触力网络的各向异性、颗粒摩擦因数对宏观流变特性及细观力链分布的影响等.为了研究以上内容,应用计算机建立了离散元数值分析模型.数值分析结果表明,颗粒之间的接触力分布按幂函数规律变化;接触角分布服从指数函数规律,平均法向接触力随平均接触角任意上下振荡变化;波动速度大小为宏观流变顺畅与否的关键性评价指标,而在细观力链方面,当剪切平行板间颗粒流变不畅时会伴随着超强力链数目显著增加. 展开更多

关键词 密集颗粒流 离散元 接触力

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土石碎屑体稳定性离散元数值分析 被引量：7

19

作者 梁鑫 郑立宁 《铁道建筑》 北大核心 2011年第2期91-93,共3页

利用颗粒流离散元方法,对土石碎屑体在外界营力作用过程中的稳定性进行数值计算,重点分析了碎屑体在前期施工开挖无支护及后期支挡防护两种情况下的长期破坏模式,并对比了天然与暴雨作用下的差异。分析表明,颗粒流离散元方法能够全面模... 利用颗粒流离散元方法,对土石碎屑体在外界营力作用过程中的稳定性进行数值计算,重点分析了碎屑体在前期施工开挖无支护及后期支挡防护两种情况下的长期破坏模式,并对比了天然与暴雨作用下的差异。分析表明,颗粒流离散元方法能够全面模拟碎屑体的失稳、破坏及塌滑移动过程,且能够准确量化部分计算参数,为碎屑体的稳定性评价提供一种新的方法。 展开更多

关键词 碎屑体 离散元 颗粒流 稳定性

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基于离散元法模拟的冻融砂岩细观破裂演化特征研究 被引量：10

20

作者 宋勇军 孙银伟 +3 位作者 李晨婧 杨慧敏 张磊涛 谢丽君 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3602-3616,共15页

为探究冻融岩石细观损伤累积及受载破裂过程,基于离散元提出一种水冰颗粒相变耦合膨胀方法,借助颗粒流程序实现岩石冻融过程模拟,结合室内试验验证模拟结果的可靠性,定量表征孔隙水颗粒冻胀评价指标λv,建立λv与冻融循环次数N之间的函... 为探究冻融岩石细观损伤累积及受载破裂过程,基于离散元提出一种水冰颗粒相变耦合膨胀方法,借助颗粒流程序实现岩石冻融过程模拟,结合室内试验验证模拟结果的可靠性,定量表征孔隙水颗粒冻胀评价指标λv,建立λv与冻融循环次数N之间的函数关系,并对冻融岩石受载过程中微裂纹−位移场−力链场演化及破裂特征进行评估。结果表明:(1)冻融循环作用下岩石内部孔隙水体积膨胀及持续补水是造成其损伤的本质原因;冻融过程中试样细观微裂纹由拉伸裂纹主导,呈“先慢后快”趋势演化,且外围岩石颗粒位移较内部更显著。(2)试样受载时微裂纹呈“慢→缓→陡”发展,冻融循环次数N与受载产生的微裂纹数量呈正相关,但与微裂纹起裂应力σi却呈负相关。(3)冻融前后试样破裂过程与形态明显不一,受载趋于峰值强度σf时,试样微裂纹分布−位移场−力链场有“异常信号”出现,可作为破坏前兆识别信息;冻融循环影响下,试样内部微裂纹空间排布方式更为复杂,由拉伸微裂纹主导破裂向拉−剪混合微裂纹主导转变。该研究可为探索冻融岩石破坏行为提供一种新的思路和方法。 展开更多

关键词 离散元 冻融循环 颗粒流 细观损伤 单轴压缩 破裂演化

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