颗粒流方法及PFC2D程序 被引量：199

1

作者 周健 池永 +1 位作者 池毓蔚 徐建平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 2000年第3期271-274,共4页

归纳总结了颗粒流模拟方法产生的背景 ,比较了与其他模拟方法的异同之处 。

关键词 颗粒流 数值模拟 pfc2d程序 钢筋混凝土结构

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基于PFC2D数值模拟座滑危岩破坏过程研究 被引量：7

2

作者 何潇 赵鹏 +2 位作者 杜春兰 王建力 李清 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期167-173,共7页

发育在软硬互层结构上的危岩是一种多介质复合结构岩体,呈现出非均质危岩体的各项异性,比单一岩性在荷载作用下的受力、变形、破坏特征要复杂。利用颗粒流离散元方法进行数值模拟是研究该类危岩破坏问题的良好途径。基于PFC2D软件,对长... 发育在软硬互层结构上的危岩是一种多介质复合结构岩体,呈现出非均质危岩体的各项异性,比单一岩性在荷载作用下的受力、变形、破坏特征要复杂。利用颗粒流离散元方法进行数值模拟是研究该类危岩破坏问题的良好途径。基于PFC2D软件,对长江巫峡望霞W2危岩颗粒物质动力响应和危岩失稳过程进行了研究。结果显示,在上部重力荷载与下部软弱基座强度参数劣化的共同作用下,危岩体沿岩体底部软弱结构面锁固段发生破碎挤出。获取的位移参数表明,危岩体顶部和底部较大的速度差异可使危岩体呈后倾座滑破坏。模拟结果与实际监测数据结果吻合,验证了该方法对含软弱基座危岩破坏预测的科学性与合理性。 展开更多

关键词 颗粒离散元 pfc2d 座滑危岩 破坏过程

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基于PFC2D不同细观参数对生态混凝土宏观破坏分析 被引量：22

3

作者 宿辉 唐阳 聂汉江 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第28期118-124,共7页

采用PFC2D离散元软件通过内嵌的Fish语言创建了不规则骨料,通过建立的生态混凝土数值模型利用控制变量法从不同细观力学参数对其双轴压缩破坏的影响进行了分析。研究结果表明:平均强度和标准差主要影响混凝土材料的不均匀性,不均质度越... 采用PFC2D离散元软件通过内嵌的Fish语言创建了不规则骨料,通过建立的生态混凝土数值模型利用控制变量法从不同细观力学参数对其双轴压缩破坏的影响进行了分析。研究结果表明:平均强度和标准差主要影响混凝土材料的不均匀性,不均质度越高,强度越低,裂纹空间分布越分散;摩擦系数主要影响应力应变曲线的形状和材料强度,摩擦系数越大,颗粒之间的咬合力越大,曲线下降段的残余强度也就越大;刚度比值和接触模量的增大均会造成颗粒之间形成刚性接触,平行黏接的作用会被削弱导致高抗拉应力和更多的张拉裂纹,最终宏观表现为张拉破坏。对混凝土数值模型的力学细观参数进行探究能够更好地对其进行参数的选择,为以后建立数值模型提供参考依据。 展开更多

关键词 生态混凝土 pfc2d 细观参数 不规则颗粒 数值模拟 FISH 双轴试验

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基于PFC^(2D)的镁碳质耐火材料断裂行为模拟研究 被引量：2

4

作者 常庆明 程钊 +3 位作者 袁丹丹 张浩 桑绍柏 潘成刚 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2016年第4期273-277,共5页

将镁碳质耐火材料视为骨料和细粉基质组成的两相复合材料,采用基于离散元的颗粒流模拟软件PFC2D,将材料离散成刚性颗粒组成的模型,把颗粒细观参数的变化与宏观力学特性联系起来,构建镁碳质耐火材料在1000℃下的试验模型,模拟试样三点弯... 将镁碳质耐火材料视为骨料和细粉基质组成的两相复合材料,采用基于离散元的颗粒流模拟软件PFC2D,将材料离散成刚性颗粒组成的模型,把颗粒细观参数的变化与宏观力学特性联系起来,构建镁碳质耐火材料在1000℃下的试验模型,模拟试样三点弯曲的载荷-位移曲线,对材料裂纹的扩展进行分析,并通过改变摩擦系数、平行粘结刚度比、孔隙率以及平行粘结弹性模量,对比分析细观参数对载荷力峰值大小的影响情况。结果表明,采用PFC2D可准确模拟镁碳质耐火材料在三点弯曲时的断裂行为;材料的摩擦系数和平行粘结弹性模量与试样所受最大载荷力呈正比关系,而孔隙率和平行粘结刚度比与试样所受最大载荷力呈反比关系。 展开更多

关键词 镁碳质耐火材料 离散元 三点弯曲 断裂行为 细观力学 颗粒流 pfc^2d

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PFC^(2D)模拟研究不同工况的异面非贯通节理对岩体力学性质的影响 被引量：3

5

作者 陈庆芝 刘远明 +1 位作者 朱爱军 王唯 《水利水电技术》 北大核心 2019年第4期190-199,共10页

针对非贯通节理岩体研究中多以共面节理岩体为对象、对异面节理岩体力学性质研究较少的问题,为了更全面的研究非贯通节理岩体的贯通扩展规律,基于直剪模型试验及相关颗粒流理论,利用颗粒离散元数值模拟软件PFC^(2D),研究不同工况的非贯... 针对非贯通节理岩体研究中多以共面节理岩体为对象、对异面节理岩体力学性质研究较少的问题,为了更全面的研究非贯通节理岩体的贯通扩展规律,基于直剪模型试验及相关颗粒流理论,利用颗粒离散元数值模拟软件PFC^(2D),研究不同工况的非贯通异面节理岩体。对比异面节理起伏角度、节理倾斜角度(节理与水平剪切方向的夹角)、节理连通率以及试验加载速率和法向应力对异面非贯通节理岩体扩展贯通机理和强度特性的影响。试验结果显示以上五方面对非贯通节理岩体的力学特性影响显著:(1)异面节理的起伏角度越大,非贯通节理岩体的峰值抗剪强度越大,抗剪能力越强。岩体的峰值剪切位移随着节理起伏角度的增大有增大的趋势。(2)非贯通节理岩体的峰值剪切强度、峰值剪切位移会随着试验剪切速率的增大逐渐增大,但增大的速率和幅度会随剪切速率的增大而变小。(3)非贯通节理岩体的峰值抗剪强度会随着法向应力的增大逐渐增大,且增大趋势呈线性。(4)异面节理的连通率越大,非贯通节理岩体的抗剪能力越差,峰值抗剪强度越小。峰值剪切位移亦随连通率的增大而减小,但减小幅度不大。(5)节理的倾角越大,岩体峰值切应力越大,抗剪能力越强。 展开更多

关键词 颗粒离散元 pfc2d 异面节理 非贯通节理岩体 扩展贯通机理 强度特性

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岩石节理峰前循环直剪试验颗粒流宏细观分析 被引量：17

6

作者 刘新荣 邓志云 +3 位作者 刘永权 路雨明 刘树林 韩亚峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2103-2115,共13页

利用二维颗粒流(PFC2D)程序较为完善地实现了考虑二阶起伏体岩石节理的峰前循环数值直剪试验,并分别从宏观和细观角度分析了节理峰前循环直剪试验中节理累积损伤特征与抗剪强度的变化规律。对比分析已有的室内试验成果,验证了计算方法... 利用二维颗粒流(PFC2D)程序较为完善地实现了考虑二阶起伏体岩石节理的峰前循环数值直剪试验,并分别从宏观和细观角度分析了节理峰前循环直剪试验中节理累积损伤特征与抗剪强度的变化规律。对比分析已有的室内试验成果,验证了计算方法的可靠性。研究表明:①随着岩石节理一阶起伏角、法向压力的增大,节理的破坏模式按爬坡—爬坡啃断—啃断趋势发展,且抗剪强度随着一阶起伏角、法向压力的增大总体上呈增大趋势。②低幅值的循环荷载对节理剪切强度的影响极为有限,甚至可以忽略,但随着循环加载幅值的增加,节理起伏体上裂纹的扩展贯通程度、裂纹的数量均显著增多,表明循环加载幅值的大小是决定节理起伏体累积损伤速度的关键因素。③节理裂纹数量随循环加载次数的增大而增加,且有增速的趋势,在循环加载次数增加到某个量级时,裂纹出现激增的现象,表明节理疲劳裂纹的扩展贯通有累积后突变的演变特征;不同破坏模式下,节理的峰值抗剪强度均随着循环加载次数的增加呈现出先增后减的变化趋势,表明有限次数的循环加载有利于增大节理的峰值抗剪强度,但循环加载最终会因节理的累积损伤造成其抗剪强度的劣化。研究结果丰富了室内试验成果,有助于进一步认识岩石节理在微震频发作用下的累积损伤与强度劣化规律。 展开更多

关键词 峰前循环剪切 节理 二维颗粒流(pfc2d) 损伤特征 抗剪强度 微震

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基于PFC3D的露天矿边坡爆破过程模拟及稳定性研究 被引量：41

7

作者 崔铁军 马云东 王来贵 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第7期759-767,共9页

为研究爆破在露天矿边坡内发展的过程,基于能量守恒理论,假设爆破释放的化学能全部由爆点周边一定范围内的岩体承受,并部分转化为动能,进而能量在碎裂的岩块中传递、吸收,最终达到平衡,爆炸过程结束.论文使用基于颗粒流理论的PFC3D模拟... 为研究爆破在露天矿边坡内发展的过程,基于能量守恒理论,假设爆破释放的化学能全部由爆点周边一定范围内的岩体承受,并部分转化为动能,进而能量在碎裂的岩块中传递、吸收,最终达到平衡,爆炸过程结束.论文使用基于颗粒流理论的PFC3D模拟了在露天矿边坡内,不同高度、埋深和装药量的单孔爆破过程,并对爆破后边坡稳定性做了探讨.研究表明:爆炸过程可以分为3个阶段,第1阶段爆炸冲击起主导作用,有速度矢量回荡出现;第2阶段是重力占优势的上覆岩层塌落过程;第3阶段最后颗粒下滑、局部调整至平衡.在经历时间上,前一个阶段与后一个阶段相差一个数量级.总体上说,各种爆破后上层砂岩是稳定的,即坡顶是稳定的.下层砂岩和砂质泥岩会受到一定程度的破坏,但在可控范围内的. 展开更多

关键词 露天矿边坡 爆破 颗粒流理论 pfc3d 稳定性

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基于颗粒流理论的煤与瓦斯突出数值模拟研究 被引量：10

8

作者 王锐 修毓 +2 位作者 王刚 武猛猛 杜文州 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第4期52-61,共10页

针对煤与瓦斯突出机理的复杂性,基于颗粒流离散元理论,利用PFC3D(particle flow code)软件对煤体进行340组单轴压缩及巴西劈裂试验,建立了煤体宏观参数与颗粒流数值模拟所需细观参数之间的关系。基于寺河矿煤样单轴压缩和抗拉物理实验... 针对煤与瓦斯突出机理的复杂性,基于颗粒流离散元理论,利用PFC3D(particle flow code)软件对煤体进行340组单轴压缩及巴西劈裂试验,建立了煤体宏观参数与颗粒流数值模拟所需细观参数之间的关系。基于寺河矿煤样单轴压缩和抗拉物理实验的实测宏观参数,推算出模拟煤与瓦斯突出所需的细观参数。在PFC3D流固耦合理论的基础上,利用PFC模拟软件进行了煤与瓦斯突出的数值模拟,再现了煤体的堆积过程。研究表明:在突出准备阶段,煤壁深部瓦斯压力较高,突出孔洞附近瓦斯压力梯度较高;发动及发展阶段,平衡状态被破坏,形成口小腔大的突出孔洞,破坏范围由巷道高度的中间位置向顶底板处扩展;在突出过程中,工作面前方煤体靠近煤壁的暴露面处的最大主应力向量逐渐偏离垂直方向,且应力向量连线形成一个凸向煤壁深部的圆弧。 展开更多

关键词 颗粒流 煤与瓦斯突出 pfc3d 宏-细观参数

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垮落矸石注浆充填体压实特性的颗粒流模拟 被引量：19

9

作者 李兴尚 许家林 +1 位作者 朱卫兵 庄德林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期373-377,共5页

利用PFC计算程序建立了垮落矸石充填体的颗粒流模型,通过颗粒流数值模拟试验,再现了煤层采出、顶板垮落、注浆充填、充填体压实整个动态发展过程.通过改变模型中颗粒数目、接触刚度和法向刚度等细观参数,研究了充填率、充填材料的胶结... 利用PFC计算程序建立了垮落矸石充填体的颗粒流模型,通过颗粒流数值模拟试验,再现了煤层采出、顶板垮落、注浆充填、充填体压实整个动态发展过程.通过改变模型中颗粒数目、接触刚度和法向刚度等细观参数,研究了充填率、充填材料的胶结强度和弹性模量等宏观性质对充填体压实特性的影响.研究发现:充填率是影响充填体压实特性的最敏感因素,15%为试验模型的临界充填率,当大于15%时,充填体的压实曲线急剧改变;在相同充填率下,充填料的胶结强度决定充填体的结构屈服应力,是影响充填体压缩下沉量的关键因素,但对压缩下沉量极限值没有影响;充填率越小,弹性模量对充填体压实特性影响越显著. 展开更多

关键词 垮落区注浆充填 压实特征 pfc^2d颗粒流程序 临界充填率

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基于颗粒流理论的露天矿排土场稳定性分析 被引量：3

10

作者 周喻 吴顺川 +1 位作者 马聪 张晓平 《中国矿业》 北大核心 2010年第7期94-97,101,共5页

以某露天矿排土场为研究背景,利用颗粒流理论及PFC2D程序,深入分析排土场变形、破坏规律及其稳定性。研究结果表明:①在地基承载力较好的情况下,排土场滑坡呈沿堆置体内部及地基表层的多方式组合形式,滑动面在堆置体内呈近似圆弧形状;... 以某露天矿排土场为研究背景,利用颗粒流理论及PFC2D程序,深入分析排土场变形、破坏规律及其稳定性。研究结果表明:①在地基承载力较好的情况下,排土场滑坡呈沿堆置体内部及地基表层的多方式组合形式,滑动面在堆置体内呈近似圆弧形状;②排土场滑体中,安全平台上部颗粒变形活动较为活跃,稳定性较差;③安全平台的设置,是控制排土场变形破坏的有效手段。研究表明,颗粒流技术为分析排土场稳定性问题提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 排土场 颗粒流 pfc2d 稳定性

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土石坝振动台模型试验颗粒流数值模拟分析 被引量：8

11

作者 刘汉龙 杨贵 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2009年第5期479-484,共6页

目前一般采用振动台试验、离心振动台试验和有限元动力分析来获得土石坝在设计地震荷载作用下的形态和抗震性能。本文结合孔宪京等的土石坝振动台试验结果开展了颗粒流细观数值模拟研究,克服了传统连续介质力学的宏观连续性假设,形象而... 目前一般采用振动台试验、离心振动台试验和有限元动力分析来获得土石坝在设计地震荷载作用下的形态和抗震性能。本文结合孔宪京等的土石坝振动台试验结果开展了颗粒流细观数值模拟研究,克服了传统连续介质力学的宏观连续性假设,形象而直观地表现出坝体在动力荷载作用下的破坏特征。数值模拟规律与振动台试验规律基本一致。同时还分析了坝体颗粒粘结强度和地震峰值加速度变化对坝体破坏特征的影响。数值结果表明,当颗粒间粘结强度较低时,表现为坝体表面颗粒的滑动破坏,粘结强度稍大时,会出现局部的小块颗粒团整体滑动破坏;随着峰值加速度的增大,坝顶沉降量在增大,坝体破坏特征不变。 展开更多

关键词 土石坝 振动台试验 破坏特征 二维颗粒流程序(pfc2d) 数值模拟

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基于不同地质要素土质边坡的地震变形破坏颗粒流模拟 被引量：10

12

作者 梁敬轩 胡卸文 许晓君 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1537-1546,共10页

为探讨地震作用下松散堆积体边坡的变形破坏特征,采用颗粒流模拟程序(PFC^(2D))输入水平向汶川地震波,对不同坡度及不同细观参数的土质边坡进行动力作用下变形破坏的全过程模拟。研究表明,相同地震力作用下坡度主要影响土质边坡的破坏范... 为探讨地震作用下松散堆积体边坡的变形破坏特征,采用颗粒流模拟程序(PFC^(2D))输入水平向汶川地震波,对不同坡度及不同细观参数的土质边坡进行动力作用下变形破坏的全过程模拟。研究表明,相同地震力作用下坡度主要影响土质边坡的破坏范围,边坡越陡,破坏深度越大,破坏边界越靠后;而细观参数则影响边坡的破坏形式,黏性土边坡的滑体保持了较好的整体性,滑面呈弧形;而砂性土边坡的破坏具有流变性且滑面呈上陡下缓的折线形。 展开更多

关键词 汶川地震 土质边坡 颗粒流(pfc2d) 失稳模式

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基于颗粒流的含交叉裂纹类岩石水力致裂细观机理研究 被引量：4

13

作者 张权 饶秋华 +2 位作者 沈晴晴 谭攀 李鹏 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期669-677,共9页

针对目前岩石在水力耦合作用下交叉裂纹扩展机理认识不足的问题,采用颗粒流软件(PFC2D)的平直节理接触模型和流域法,模拟计算含交叉裂纹的类岩石三轴压缩水力致裂过程,分析双向水平主应力差和主、次裂纹倾角对水力裂纹起裂、扩展及贯通... 针对目前岩石在水力耦合作用下交叉裂纹扩展机理认识不足的问题,采用颗粒流软件(PFC2D)的平直节理接触模型和流域法,模拟计算含交叉裂纹的类岩石三轴压缩水力致裂过程,分析双向水平主应力差和主、次裂纹倾角对水力裂纹起裂、扩展及贯通的影响规律,并揭示其细观断裂机理。研究结果表明:数值模拟与试验结果吻合较好。当有或无水平主应力差时,水力裂纹沿着或偏离水平最大主应力方向扩展,与交叉裂纹贯通或不贯通,细观机理均为拉伸断裂。增加水平主应力差可明显降低临界水压力,易形成网状裂纹,有利于提高资源开采效率。 展开更多

关键词 颗粒流软件(pfc2d) 平直节理模型 交叉裂纹 水力致裂 细观机理

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基于PFC3D的滑坡与建筑物相互作用过程研究 被引量：5

14

作者 王泽华 李昺 +1 位作者 邢磊 龚文平 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期107-118,191,共13页

滑坡是我国最普遍的地质灾害,建筑物在滑坡冲击作用下的破坏过程与破坏形式是滑坡易损性研究的重要内容。为探究建筑物强度与滑坡冲击强度对建筑物破坏形式的影响规律,采用PFC3D数值软件模拟了滑坡与建筑物的相互作用过程,观察并记录了... 滑坡是我国最普遍的地质灾害,建筑物在滑坡冲击作用下的破坏过程与破坏形式是滑坡易损性研究的重要内容。为探究建筑物强度与滑坡冲击强度对建筑物破坏形式的影响规律,采用PFC3D数值软件模拟了滑坡与建筑物的相互作用过程,观察并记录了建筑物的破坏形式,并从滑坡冲击力等角度对滑坡与建筑物相互作用过程进行分析。结果表明:立柱是建筑物主要承重构件,立柱损毁情况的不同直接导致建筑物受滑坡冲击作用发生不同的破坏形式;在滑坡冲击建筑物的过程中,随着建筑物中立柱破坏数量的增加,建筑物依次呈现出局部构件破坏、向前倾倒破坏、向后倾倒破坏、整体坍塌破坏的破坏形式;建筑物中发生破坏的立柱所受滑坡冲击力在达到峰值后急剧下降,建筑物中未发生破坏的立柱所受滑坡冲击力在达到峰值后逐渐下降;通过建筑物中立柱破坏后产生的平均位移可以反映建筑物的破坏程度,在上述4种建筑物破坏形式中立柱破坏的平均位移逐渐增大,说明建筑物的破坏程度依次增大。该研究结果可为滑坡灾害作用下建筑物破坏形式与破坏程度的评价研究提供理论基础。 展开更多

关键词 滑坡 建筑物 pfc3d 颗粒流 破坏形式 相互作用

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基于颗粒流方法的黄土地震滑坡数值模拟 被引量：4

15

作者 贾唯龙 常晁瑜 +3 位作者 李佩茹 张志伟 徐久欢 杨济源 《地震学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期677-687,共11页

基于颗粒流理论研究土质边坡动力稳定性及其滑动过程是近年来滑坡研究的一个新热点。在野外调查和室内试验的基础上,通过标定土体细观参数、模型建立、动力输入、动态监测等过程,利用PFC2D程序模拟了西吉县兴平乡堡湾村下马达子滑坡的... 基于颗粒流理论研究土质边坡动力稳定性及其滑动过程是近年来滑坡研究的一个新热点。在野外调查和室内试验的基础上,通过标定土体细观参数、模型建立、动力输入、动态监测等过程,利用PFC2D程序模拟了西吉县兴平乡堡湾村下马达子滑坡的失稳破坏运动过程,得到了该滑坡的破坏运动机理。得到如下结论:(1)下马达子滑坡的失稳机制是在地震作用下斜坡前缘牵引、后缘推挤,使得坡肩受拉发生破坏,失稳后坡肩位置较大的速度和位移是地震滑坡破坏力强、致灾范围大的主要原因;(2)黄土地震滑坡的滑坡后壁相对平缓,这是区别于重力滑坡的重要特征之一;(3)颗粒流模拟得到的滑坡前后相对高差和长度与实际情况较为吻合,因此,颗粒流方法可以用于地震滑坡滑距的预测。 展开更多

关键词 黄土地震滑坡 颗粒流 pfc2d 滑坡机理 数值模拟

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橡胶颗粒沥青混合料破冰试验及其数值模拟 被引量：4

16

作者 张洪伟 连海燕 +1 位作者 赵晓亮 李喆 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1163-1167,1203,共6页

为了揭示橡胶颗粒沥青混合料的破冰机理,通过构建不同冰层厚度条件下橡胶颗粒沥青混合料与冰层相互作用的离散元数值模型,将摆值平均加权回升量及摆值平均加权回升率的宏观参数与应变能及颗粒位移的细观参数进行比较发现:在冰层厚度达到... 为了揭示橡胶颗粒沥青混合料的破冰机理,通过构建不同冰层厚度条件下橡胶颗粒沥青混合料与冰层相互作用的离散元数值模型,将摆值平均加权回升量及摆值平均加权回升率的宏观参数与应变能及颗粒位移的细观参数进行比较发现:在冰层厚度达到4 mm的节点处,摆值平均加权回升量及摆值平均加权回升率基本达到了恒定值;当冰层厚度为1 mm时,模型中颗粒的位移最大,克服冰层颗粒间拉力所消耗的应变能最大.最后,从宏观角度与细观角度研究了橡胶颗粒沥青混合料的破冰机理. 展开更多

关键词 道路工程 橡胶颗粒沥青混合料 破冰 离散元方法 pfc2d

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橡胶颗粒沥青混合料劈裂试验及其数值模拟研究 被引量：4

17

作者 张洪伟 连海燕 杨东 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期145-148,共4页

本研究构建的橡胶颗粒沥青混合料劈裂细观数值模型以裂缝数与劈裂强度为主要细观参数,与劈裂试验确定的宏观参数劈裂抗拉强度及劲度模量相互验证,从宏观与细观两个角度验证了橡胶颗粒的掺加将明显降低沥青混合料的力学强度。

关键词 道路工程 橡胶颗粒沥青混合料 劈裂试验 离散元方法 pfc2d 数值模拟

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黏性颗粒在滤料表面沉积的动态模拟及规律 被引量：2

18

作者 李建龙 李小峰 +2 位作者 吴代赦 吴泉泉 李江生 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期978-984,共7页

为研究颗粒黏性对过滤除尘性能的影响,分析了颗粒沉积过程的受力情况,应用颗粒流计算软件PFC2D对颗粒在滤料表面的沉积行为进行了数值模拟。结果表明:颗粒形成粉尘层的过程中主要受到风流力、惯性力等压缩力和范德华力、滚动摩擦力偶矩... 为研究颗粒黏性对过滤除尘性能的影响,分析了颗粒沉积过程的受力情况,应用颗粒流计算软件PFC2D对颗粒在滤料表面的沉积行为进行了数值模拟。结果表明:颗粒形成粉尘层的过程中主要受到风流力、惯性力等压缩力和范德华力、滚动摩擦力偶矩等压缩阻力的作用,颗粒黏性的增加,会使颗粒间滚阻系数和摩擦系数显著增加;PFC可实现粉尘颗粒在滤料表面沉积过程的可视化,得到不同黏性颗粒在滤料表面的沉积形态,滚阻系数或摩擦系数越大,粉尘层孔隙率越大,过滤阻力越小,其中,摩擦系数的影响作用弱于滚阻系数。 展开更多

关键词 环境工程学 黏性颗粒 沉积形态 pfc2d数值模拟 孔隙率 过滤阻力

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基于Burger’s蠕变模型的采矿车行驶海底稀软底质下陷研究 被引量：1

19

作者 赵化淋 孙永福 +3 位作者 贾超 卫如春 邓浩 吴滔 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期179-190,共12页

在陆地矿产资源日渐枯竭的今天,深海矿产资源已成为全球各个国家争相开采与利用的焦点,深海采矿车是实现深海矿产资源开采的重要装备。海底稀软底质是一种承载力与抗剪强度极低的特殊底质,在采矿作业中,深海稀软底质的物理力学特性直接... 在陆地矿产资源日渐枯竭的今天,深海矿产资源已成为全球各个国家争相开采与利用的焦点,深海采矿车是实现深海矿产资源开采的重要装备。海底稀软底质是一种承载力与抗剪强度极低的特殊底质,在采矿作业中,深海稀软底质的物理力学特性直接影响采矿车行走的稳定性。文章选取Burger’s接触模型作为深海稀软底质的本构模型,对某海域海底稀软原状土开展室内三轴试验,通过PFC3D颗粒流数值模拟实验对比实际三轴试验,对稀软底质的Burger’s蠕变模型进行参数标定,同时依据标定结果改变相应参数,针对5种不同底质条件的工况,建立海底采矿车的数字仿真模型,模拟各工况下采矿车在不同行驶速度时的下陷深度。结果显示,下陷深度会随行驶速度呈非线性变化,在一定范围内随着行驶速度的增大而减少并逐渐趋于稳定。同时结果还表明,该区域海底稀软底质具有更高的黏粒含量(38.1%~48.4%)、含水率(88.13%~137.79%)和压缩性(压缩系数:1.86~3.73 MPa^(-1),压缩模量:1.26~2.13 MPa),具有更低的密度(1.3~1.5 g/cm^(3))和强度特性(贯入阻力:0.19~1.32 N,黏聚力:3.7~6.9 kPa,内摩擦角:2.4°~3.9°),即承载力较低,蠕变性能较强。本研究在宏观上做了一般的探讨,为类似参数的稀软底质下海底采矿车的运行安全控制提供了较好借鉴与依据。 展开更多

关键词 海底采矿车 海底稀软底质 Burger’s蠕变模型 pfc3d颗粒流

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冻融循环单轴压缩下不等长交叉裂隙砂岩变形破坏特征研究

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作者 李宏强 姚忠劭 +1 位作者 曾志杭 李龙起 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期65-72,共8页

为了探究冻融-荷载作用下含交叉裂隙砂岩力学特性及破坏机制,本文对不同冻融次数下交叉裂隙试样开展了单轴压缩试验,分析了冻融循环下交叉裂隙试样的物理性质劣化规律以及宏观力学特性,并基于PFC2D离散元软件采用水颗粒膨胀法对冻融循... 为了探究冻融-荷载作用下含交叉裂隙砂岩力学特性及破坏机制,本文对不同冻融次数下交叉裂隙试样开展了单轴压缩试验,分析了冻融循环下交叉裂隙试样的物理性质劣化规律以及宏观力学特性,并基于PFC2D离散元软件采用水颗粒膨胀法对冻融循环全过程进行模拟,结合数值模拟与试验结果,进一步探究了冻融作用下试样的宏细观损伤机理.结果表明:冻融循环作用会使岩石的物理力学性质发生劣化,降低岩石的储能能力,与未冻融试样相比,冻融90次试样峰值强度、弹性模量、总能分别下降了32.1%、29.3%、56.77%;随着冻融循环次数的增加,试样的破坏模式由单纯剪切破坏逐步向张拉-剪切破坏过渡;试样均于主裂隙尖端处起裂,但扩展方向不同,未冻融试样沿着主裂隙45°方向扩展,而冻融后试样沿裂隙两端垂直扩展. 展开更多

关键词 冻融-荷载 交叉裂隙砂岩 单轴压缩 pfc2d 水颗粒膨胀法 宏细观损伤

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