基于声波法和FLAC^(3D)的矿井底板采动破坏特征研究 被引量：1

1

作者 李健 于师健 潘山 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第6期57-61,共5页

利用声波法对华北地区某典型岩溶水害矿井的4707工作面煤层底板不同深度、不同位置的声波波速进行探测,获得了随工作面推进时的波速变化曲线。结果表明:垂深3.9～12.1m之间的声速曲线出现较大的波动,在钻孔距工作面距离15～5m时声波波... 利用声波法对华北地区某典型岩溶水害矿井的4707工作面煤层底板不同深度、不同位置的声波波速进行探测,获得了随工作面推进时的波速变化曲线。结果表明:垂深3.9～12.1m之间的声速曲线出现较大的波动,在钻孔距工作面距离15～5m时声波波速迅速升高,在6～5m处达到最大值,工作面推过钻孔后,波速不断降低。垂深13m以上,声波曲线趋于稳定,说明已不在破坏范围内。声速法判断底板最大破坏深度为12.1m。结合FLAC3D软件,利用4707工作面的实际地质资料数值模拟煤层底板采动破坏过程,得出了煤层底板采动破坏特征:底板破坏区沿采空区四周和底板向下扩散呈现出喇叭形,随工作面的不断推进,破坏区也不断前移。 展开更多

关键词 岩溶水害矿井 声波法 flac3D 底板破坏特征 数值模拟

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基于FLAC^(3D)的浅埋厚煤层综放开采覆岩破坏规律研究 被引量：4

2

作者 郭瑞瑞 任建慧 《中国煤炭》 2022年第S01期241-247,共7页

针对神东矿区在浅埋厚煤层地质条件下高强度开采引起覆岩破坏、地表沉降进而影响工作面安全回采等问题,以神东矿区布尔台煤矿42108工作面为工程背景,通过FLAC^(3D)软件建立工作面三维地质模型,模拟浅埋厚煤层综放开采条件下的围岩及地... 针对神东矿区在浅埋厚煤层地质条件下高强度开采引起覆岩破坏、地表沉降进而影响工作面安全回采等问题,以神东矿区布尔台煤矿42108工作面为工程背景,通过FLAC^(3D)软件建立工作面三维地质模型,模拟浅埋厚煤层综放开采条件下的围岩及地表破坏场、围岩位移场分布特征及地表形变数据。通过对比观测站在回采过程中实测的地表沉降数据,分析该区覆岩运移破坏规律,结果表明:工作面回采后上覆岩层的破坏形态总体为“马鞍型”,在工作面巷道两侧和开切眼处的破坏高度最大,而在工作面采空区上覆岩层破坏深度相对较小;采空区上方地表以剪切破坏为主,工作面和开切眼上部附近区域以拉伸破坏和剪切破坏为主,初采位置沉降时间久、位移量较大,停采位置位移量较小;停采后地表实测最大下沉值达到了5706 mm,相应位置的数值模拟地表最大下沉值为5498 mm,两者结果基本相符。 展开更多

关键词 浅埋厚煤层 综放开采 覆岩破坏 flac^(3D)数值模拟 地表沉降

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基于FLAC^(3D)的大采高工作面过向斜构造的矿压显现规律 被引量：5

3

作者 刘建锋 《能源与环保》 2018年第10期207-210,共4页

为了深入了解大采高工作面围岩与支架的关系,采用FLAC^(3D)数值模拟,研究了工作面不同开采阶段,不同工作面推进下垂直应力场分布、垂直位移场以及塑性破坏场。研究而得出:当工作面初采阶段时,在工作面5～15 m,应力易产生集中,并随着工... 为了深入了解大采高工作面围岩与支架的关系,采用FLAC^(3D)数值模拟,研究了工作面不同开采阶段,不同工作面推进下垂直应力场分布、垂直位移场以及塑性破坏场。研究而得出:当工作面初采阶段时,在工作面5～15 m,应力易产生集中,并随着工作面的继续推进,应力集中程度也逐渐增大,采场顶板的下沉量与围岩破坏范围也逐渐增大。工作面过向斜构造阶段:煤壁前方的垂直应力、垂直位移以及塑性区破坏范围都发生了明显的变化,矿压显现剧烈,煤壁片帮,直接顶冒落现象严重。上述研究为控制采场围岩稳定提供了技术基础。 展开更多

关键词 flac3D数值模拟 向斜构造 垂直应力场分布 垂直位移场 塑性破坏场

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缓倾斜煤层开采底板破坏深度数值分析研究 被引量：1

4

作者 查春雷 袁二军 +2 位作者 史立群 彭红明 屈宏飞 《中国矿业》 北大核心 2024年第8期169-175,共7页

研究煤层开采过程中底板破坏深度对防治矿井底板水害具有重要意义,数值模拟避免了因现场条件复杂而无法进行实测的情况,可以在煤层开采前模拟和预测破坏深度,为开采工作提供参考。以梁北煤矿32021工作面为例,基于统计规律的经验公式进... 研究煤层开采过程中底板破坏深度对防治矿井底板水害具有重要意义,数值模拟避免了因现场条件复杂而无法进行实测的情况,可以在煤层开采前模拟和预测破坏深度,为开采工作提供参考。以梁北煤矿32021工作面为例,基于统计规律的经验公式进行了理论计算,得到的底板破坏深度分别为27.05 m、25.63 m、23.56 m,其中,考虑采深和煤层倾角的27.05 m更接近实际情况。使用FLAC^(3D)进行数值模拟,模拟并分析了工作面推进过程中的应力变化规律和底板破坏深度。在数值模拟的过程中,煤层底板的垂直应力变化结果表明,随着工作面不断推进,顶底板应力增大,采空区两端出现应力集中现象,影响范围不断增大,同时底板破坏深度也会随之增加;煤层底板的塑性破坏结果表明,底板破坏深度随工作面的推进而不断增大,当工作面推进至100 m时,底板破坏深度达到最大,之后破坏深度保持不变,破坏范围会一直随之增加;工作面推进100 m时,煤层底板下不同深度的塑性破坏结果表明,随着深度增加,破坏范围不断减小,可判断出煤层底板最大破坏深度约为25.9 m。 展开更多

关键词 矿井水害 底板破坏深度 缓倾斜煤层 flac^(3D) 数值模拟

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含孔纤维增强镁合金层合板制备和拉伸时渐进损伤模式研究 被引量：1

5

作者 林中照 盛冬发 +2 位作者 方雨汀 刘琳 李忠君 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第10期122-130,共9页

通过试验和数值模拟仿真的方法研究了玻璃纤维/环氧树脂增强镁合金层合板在不同孔径影响下的损伤演化和最终损伤模式,利用扫描电子显微镜分析了试件断口微观损伤模式。同时改进了纤维增强镁合金层合板的制备流程。结果表明,通过对AZ31... 通过试验和数值模拟仿真的方法研究了玻璃纤维/环氧树脂增强镁合金层合板在不同孔径影响下的损伤演化和最终损伤模式,利用扫描电子显微镜分析了试件断口微观损伤模式。同时改进了纤维增强镁合金层合板的制备流程。结果表明,通过对AZ31镁合金层板进行表面处理能够有效减少分层效应,试件抗拉强度为347.62 MPa,相较于未处理过的试件提升了11.33%,微观层间结合形貌更为紧密、均匀。随着孔径的增大,试件拉伸剩余强度逐渐降低。纤维增强镁合金层合板在渐进损伤失效过程中,呈现从“X形状”逐渐向“漏斗形状”扩展。层合板失效模式为金属层韧脆性断裂、纤维层拉伸断裂和层间分层为主的复杂混合失效模式。试验和有限元数值仿真结果吻合较好,验证了数值仿真模型的有效性,能够为工程实际上的应用提供参考。 展开更多

关键词 纤维金属层合板 失效准则 数值模拟 孔径 剩余强度 渐进损伤模式

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基于PFC的全长灌浆锚固系统渐进失效过程模拟

6

作者 刘秀军 马占国 《工程建设》 2024年第10期7-15,共9页

随着岩土锚固技术的飞速发展,锚固系统的变形破坏机理仍是当前的热点问题。鉴于PFC软件在模拟岩土体裂隙发育、扩展、失稳等非连续现象方面具有较明显的优越性,文章基于PFC5.0软件建立了全长灌浆锚固系统颗粒流计算分析模型,并根据室内... 随着岩土锚固技术的飞速发展,锚固系统的变形破坏机理仍是当前的热点问题。鉴于PFC软件在模拟岩土体裂隙发育、扩展、失稳等非连续现象方面具有较明显的优越性,文章基于PFC5.0软件建立了全长灌浆锚固系统颗粒流计算分析模型,并根据室内试验和现场拉拔试验结果对模型细观参数进行了标定,从位移场演化规律、应力场演化规律、裂隙扩展规律、组构变化规律以及能量变化等5个方面,系统地总结了全长灌浆锚固系统在拉拔荷载作用下的渐进失效特征。研究表明:PFC能够很好地应用于全长灌浆锚固系统等离散介质的模拟分析中,锚固系统内的位移场、应力场、裂隙、组构及能量等的变化规律均能反映其承载性能状况。 展开更多

关键词 颗粒流软件(PFC) 全长灌浆锚固系统 拉拔试验 渐进失效 数值模拟

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超大断面隧道软弱围岩卸荷渐进破坏特性研究 被引量：31

7

作者 徐前卫 丁文其 +2 位作者 朱合华 唐卓华 李元海 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期104-114,132,共12页

以深圳市东部过境高速公路连接线工程为背景,针对谷对岭"Y"形喇叭口大断面分岔隧道,通过室内地质力学模型试验和数值模拟等手段,对大断面隧道围岩的渐进性破坏过程、岩体内部变形和应力变化规律进行了研究。研究结果表明:软... 以深圳市东部过境高速公路连接线工程为背景,针对谷对岭"Y"形喇叭口大断面分岔隧道,通过室内地质力学模型试验和数值模拟等手段,对大断面隧道围岩的渐进性破坏过程、岩体内部变形和应力变化规律进行了研究。研究结果表明:软弱隧道围岩的破坏是始自拱腰以下的岩体,而后自拱腰向上继续扩展成拱,为此必须要对拱腰以下岩体施作锁脚锚杆,从而制止岩体的初始剪切破坏;当采取左右导洞分块开挖时,后开挖导洞会引起既有洞室围岩的破坏,因此需要对导洞之间的隔墙进行加固;拱顶上方0.95B(B为隧道跨度)范围内的岩体变形受到隧洞开挖影响,但最终塌落成拱的高度为0.55B;隧道开挖后,拱顶上方岩体应力升高区主要集中在0.4B^0.95B的范围内。 展开更多

关键词 软弱围岩 深埋隧道 渐进性破坏 模型试验 数值模拟

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孔隙水压作用下岩样加载破坏过程的数值模拟 被引量：13

8

作者 杨天鸿 唐春安 冯启言 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期378-382,共5页

应用自主开发的岩石破坏过程渗流与应力耦合分析软件F-RFPA2D,通过对孔隙水压作用下岩石试件加载破坏过程的数值模拟,研究了孔隙水压力对岩石强度、应力-应变曲线和破坏模式的影响,再现了受压试件在孔隙水压力作用下破坏过程及其逐步演... 应用自主开发的岩石破坏过程渗流与应力耦合分析软件F-RFPA2D,通过对孔隙水压作用下岩石试件加载破坏过程的数值模拟,研究了孔隙水压力对岩石强度、应力-应变曲线和破坏模式的影响,再现了受压试件在孔隙水压力作用下破坏过程及其逐步演变的应力场和渗流场。结果表明,孔隙水压力对岩石变形、破裂过程及其破坏模式有很大影响。 展开更多

关键词 孔隙水压力 数值模拟 破坏过程 岩石强度 应力-应变曲线 破坏模式

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深埋隧道软弱围岩渐进性破坏及其锚固效应试验与模拟 被引量：12

9

作者 徐前卫 程盼盼 +3 位作者 朱合华 丁文其 李元海 唐卓华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期617-625,共9页

针对软弱岩体中隧道开挖过程中出现的塌方破坏问题,通过室内地质力学模型试验和数值模拟,对有、无锚杆支护情况下围岩的渐进性破坏过程、岩体地表变形以及岩体内部的应力变化规律进行了对比分析,所得结论如下所述:①隧道开挖使得上覆岩... 针对软弱岩体中隧道开挖过程中出现的塌方破坏问题,通过室内地质力学模型试验和数值模拟,对有、无锚杆支护情况下围岩的渐进性破坏过程、岩体地表变形以及岩体内部的应力变化规律进行了对比分析,所得结论如下所述:①隧道开挖使得上覆岩层荷载向隧洞左、右两侧转移,拱腰以下岩体往往率先剪切破坏,锁脚锚杆可有效制止岩体初始剪切破坏;②围岩破坏自洞周逐渐向岩体深部发展,沿与水平面夹角为45°+φ/2的方向产生两个滑动面,并在洞顶形成一自然平衡拱,锚杆支护可有效减小岩体塌落范围;③锚杆的存在大大改善了围岩的应力状态,不仅提高了拱腰岩体剪切起裂荷载值,而且还使得拱顶岩体在破坏前可承担更大的上覆荷载;④塌落区内的岩体切向应力呈"跌落式"下降,此特征可用于判断岩体塌落范围及为隧道塌方预警服务。 展开更多

关键词 软弱围岩 渐进性破坏 锚固效应 模型试验 数值模拟

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滑坡渐进破坏运动过程的颗粒流仿真模拟 被引量：26

10

作者 王宇 李晓 +1 位作者 王声星 侯文诗 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第12期46-52,共7页

采用颗粒流离散元模拟滑坡的变形破坏全过程,不需要假定滑动面的位置和形状,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。白河滑坡是受强降雨影响诱发的上部顺层、下部微切层的大型古基岩滑坡,滑坡的发生是其... 采用颗粒流离散元模拟滑坡的变形破坏全过程,不需要假定滑动面的位置和形状,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。白河滑坡是受强降雨影响诱发的上部顺层、下部微切层的大型古基岩滑坡,滑坡的发生是其独特内外因共同作用的结果。据现场调查资料,总结了滑坡的成因与形成机制。运用基于离散元法的颗粒流(PFC)程序,引入平行粘结模型,通过数值模拟,确定滑带土细观参数与宏观力学性质的关系;据此建立滑坡模型;然后,运用颗粒流离散元法对滑坡运动渐进全过程进行数值模拟,对滑坡不同关键部位进行位移、孔隙率变化及应变监测,阐明其渐进发展过程,明确其时空演化规律。模拟结果表明:上部的土体沿基岩面先出现开裂,导致中部滑体产生剪胀,对下部古滑体产生推挤作用,导致新老崩积堆积区及白河中学食堂地区的失稳,形成整体滑动。通过对白河滑坡发生→发展→破坏的动态演化模拟,可为工程决策提供理论依据。 展开更多

关键词 滑坡 颗粒流(PFC) 数值模拟 渐进破坏 平行粘结模型

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深隧道围岩稳定性的数值模拟与模型试验研究 被引量：10

11

作者 陈浩 任伟中 +1 位作者 李丹 夏彬伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期615-620,共6页

在大型真三轴模型试验机上进行隧道的超载试验,试验过程中采用内窥摄影实时监测试件的破坏演化全过程,确定了高应力条件下隧道的变形特征和裂纹演化特征;采用应变测量技术对隧道关键部位的应变值进行了测量,据此分析了围岩体的应力变化... 在大型真三轴模型试验机上进行隧道的超载试验,试验过程中采用内窥摄影实时监测试件的破坏演化全过程,确定了高应力条件下隧道的变形特征和裂纹演化特征;采用应变测量技术对隧道关键部位的应变值进行了测量,据此分析了围岩体的应力变化规律。针对相似材料的力学特性,建立了应变软化模型,采用与模型试验相同的边界条件进行了数值模拟分析,对围岩体的塑性应变变化过程和应力场进行了研究。结果表明,两种手段反映的破坏演化过程是基本吻合的,所反映的围岩体应力变化规律也是一致的。 展开更多

关键词 深隧道 物理模型试验 超载 数值模拟 破坏过程

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基于Hoek-Brown非线性破坏准则的软岩地基极限承载力数值模拟 被引量：8

12

作者 高文华 朱建群 +1 位作者 张志敏 黄自永 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期593-598,共6页

基于有限差分分析(FLAC)的软质岩石地基承载力数值计算模型,分析中将软质岩石地基视为均质、各向同性的连续介质,采用理想线性弹塑性本构关系模拟和Hoek-Brown非线性破坏准则及非关联流动法则。为便于数值模拟,采用切线法,把Hoek-Brown... 基于有限差分分析(FLAC)的软质岩石地基承载力数值计算模型,分析中将软质岩石地基视为均质、各向同性的连续介质,采用理想线性弹塑性本构关系模拟和Hoek-Brown非线性破坏准则及非关联流动法则。为便于数值模拟,采用切线法,把Hoek-Brown非线性破坏准则转换成Mohr-Coulomb线性破坏准则,并依据等量原则推导了瞬时内摩擦角和瞬时黏聚力的计算公式,编制了基于FLAC内置FISH语言的子程序。通过施加竖向速度向量,分别获得了圆形基础下考虑和忽略岩体自重的极限承载力。与理论值和现场载荷板承载力试验结果进行的对比分析表明,Hoek-Brown解结果比Bell解结果更接近实测值,但都偏于保守,而数值计算结果与实测值非常接近,特别是在考虑自重的情况下,误差仅为2%。说明对于软质岩石地基的极限承载力,采用基于Hoek-Brown非线性破坏准则的FLAC数值模型进行分析是合适的。 展开更多

关键词 Hoek-Brown非线性破坏准则 软岩地基 极限承载力 flac 数值模型

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大型水电工程导流洞封堵体稳定性分析 被引量：19

13

作者 董志宏 丁秀丽 +2 位作者 叶三元 吴勇进 付敬 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第2期50-55,共6页

水电工程导流洞封堵体稳定性对于电站蓄水发电和安全运行至关重要。研究总结对比了国内外导流洞封堵体稳定性设计和计算方法;在此基础上,采用三维弹塑性数值分析方法对构皮滩水电站封堵体在设计水位下各种工况的应力、变形和稳定性进行... 水电工程导流洞封堵体稳定性对于电站蓄水发电和安全运行至关重要。研究总结对比了国内外导流洞封堵体稳定性设计和计算方法;在此基础上,采用三维弹塑性数值分析方法对构皮滩水电站封堵体在设计水位下各种工况的应力、变形和稳定性进行了计算分析;进而引入超载方法,研究堵头及堵头与围岩接触面从局部到整体破坏的渐进失稳过程,对其稳定性进行分析和综合评价。研究结果表明：设计挡水水位条件下,各种工况堵头结构变形不大,最大变形在1.1~1.4 mm;接触面剪切应变较小,接触面塑性区延伸范围和破坏比例不大;超载法计算表明,堵头结构可承受的安全荷载在3.5~5.5倍设计水头,大于规范要求的安全系数,堵头结构的设计长度和结构形式在安全稳定方面可以满足规范要求;采用超载安全系数法研究类似导流洞封堵体结构的极限承载能力更加合理有效。 展开更多

关键词 导流洞 堵头 设计方法 三维数值计算 渐进失稳 超载安全系数法

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库水动态对沿岸路基应力的影响 被引量：4

14

作者 张丽娟 王俊杰 +1 位作者 柴贺军 张昌林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期863-867,共5页

基于室内物理模拟试验和FLAC数值模拟方法,对沿河(库)路基岩土体内部的孔隙水应力和总应力在河(库)水位动态变化条件下的变化特征进行了研究,两种模拟方法得出的结果是一致的。研究表明,水位上升阶段,总应力和孔隙水应力的总体变化趋势... 基于室内物理模拟试验和FLAC数值模拟方法,对沿河(库)路基岩土体内部的孔隙水应力和总应力在河(库)水位动态变化条件下的变化特征进行了研究,两种模拟方法得出的结果是一致的。研究表明,水位上升阶段,总应力和孔隙水应力的总体变化趋势是增大的,但是总应力增大的幅度小,因而有效应力的总体变化趋势是减小的;水位下降阶段,总应力也略有减小,但由于孔隙水应力的大幅度减小,使得填土内有效应力总体上是增大变化的。同时,用FLAC数值模拟方法,能够很好地研究数据的规律性和掌握数据的连续性。因此,用FLAC有限差分法可以有效地模拟沿河(岸)路基在各种水力边界条件下应力场和渗流场的变化情况。 展开更多

关键词 沿岸路基 物理模拟试验 flac数值模拟 孔隙水应力 总应力 有效应力

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基于局部强度阶梯折减法的边坡渐进破坏研究 被引量：9

15

作者 侯世伟 马士贺 +1 位作者 李宏男 张皓 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期72-78,共7页

通过强度折减法获取边坡的潜在滑裂带是目前数值计算广泛使用的方法,研究边坡滑裂带形成的渐进过程及坡体内部土体的应力状态具有重要的理论意义和工程价值。基于边坡破坏的渐进性思想,针对均质边坡提出了一种局部强度阶梯折减的方法。... 通过强度折减法获取边坡的潜在滑裂带是目前数值计算广泛使用的方法,研究边坡滑裂带形成的渐进过程及坡体内部土体的应力状态具有重要的理论意义和工程价值。基于边坡破坏的渐进性思想,针对均质边坡提出了一种局部强度阶梯折减的方法。该方法以屈服接近度(YAI)作为判别土体是否存在破损区的评价标准,将局部破损区按不同破损次序分配予不同的折减系数,利用通用软件ABAQUS对局部坡体进行强度折减计算,研究边坡渐进变形过程,直至边坡发生整体破坏。计算结果表明,坡体内部初始破损区参与了潜在滑裂面的形成过程,对边坡后期渐进变形具有贡献;有效解决了传统强度折减法潜在滑裂面上折减区和非折减区边界处的塑性应变值的跳跃性问题,合理地演化了边坡的渐进失稳进程。 展开更多

关键词 局部强度阶梯折减 边坡 滑裂带 渐进破坏 数值模拟

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劲芯水泥土桩承载路堤渐进式失稳破坏机制 被引量：15

16

作者 张振 张朝 +3 位作者 叶观宝 王萌 肖彦 程义 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2122-2131,共10页

劲芯水泥土桩是一种软土地基处理的新方法,近年来已成功应用于公路、铁路路基处理工程中。然而由于人们对其承载路堤的失稳破坏机制认识不足,无法正确指导设计。采用反映桩体材料破坏后特征的应变软化模型,模拟劲芯水泥土桩承载路堤失... 劲芯水泥土桩是一种软土地基处理的新方法,近年来已成功应用于公路、铁路路基处理工程中。然而由于人们对其承载路堤的失稳破坏机制认识不足,无法正确指导设计。采用反映桩体材料破坏后特征的应变软化模型,模拟劲芯水泥土桩承载路堤失稳破坏1g模型试验,通过分析路堤失稳破坏过程中桩体塑性区的开展和桩身受力的变化情况,研究了桩体的破坏顺序及其破坏模式。结果表明:路堤失稳过程中,劲芯水泥土桩并非同时发生破坏,路面正下方桩体首先发生受压破坏,坡面下方桩体自坡脚至坡肩依次发生弯剪破坏;由于桩体的存在,路基中滑动面并非完全穿过桩体破坏位置。基于桩体破坏顺序、破坏模式、受力情况变化,以及荷载传递规律,阐释了劲芯水泥土桩承载路堤渐进式失稳破坏机制。采用现行规范中基于残余强度的柔性桩处理方法,计算的安全系数与试验结果较为接近,但其适用性还需做进一步研究。 展开更多

关键词 劲芯水泥土桩 路堤 应变软化 渐进式破坏 数值模拟

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复合材料层合板低速冲击渐进损伤模型 被引量：11

17

作者 周俊杰 王生楠 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期37-45,共9页

建立了一种针对低速冲击下碳纤维增强复合材料层合板动态力学响应和损伤扩展的渐进损伤模型。该模型应用Hashin和Hou失效准则来预测层内损伤(纤维和基体损伤)的萌生;结合等效位移法的线性退化方案来模拟损伤的发展;采用双线性牵引力-分... 建立了一种针对低速冲击下碳纤维增强复合材料层合板动态力学响应和损伤扩展的渐进损伤模型。该模型应用Hashin和Hou失效准则来预测层内损伤(纤维和基体损伤)的萌生;结合等效位移法的线性退化方案来模拟损伤的发展;采用双线性牵引力-分离法则的内聚区模型来预测层间分层损伤。编写了相应的用户材料子程序VUMAT,并在有限元软件ABAQUS中完成了25 J能量下复合材料层合板低速冲击的数值仿真分析。通过有限元模型预测得到的接触力-时间曲线、接触力-中心位移曲线、层间分层的损伤分布均与试验结果较好吻合,验证了该模型的有效性。根据仿真结果,分析了纤维和基体的损伤情况,讨论了分层损伤的扩展规律。 展开更多

关键词 复合材料 低速冲击 数值仿真 失效准则 渐进损伤

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不同地应力场软岩隧道渐进破坏试验与分析 被引量：7

18

作者 黄锋 朱合华 徐前卫 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1412-1419,共8页

针对软弱地层中常常发生的隧道塌方事故,以Ⅳ级围岩深埋公路隧道为对象,利用模型试验方法研究特定应力场下无支护隧道围岩的渐进破坏机理。采用弹塑性损伤本构模型,对模型试验工况进行有限元数值模拟,并在此基础上,对不同初始地应力场... 针对软弱地层中常常发生的隧道塌方事故,以Ⅳ级围岩深埋公路隧道为对象,利用模型试验方法研究特定应力场下无支护隧道围岩的渐进破坏机理。采用弹塑性损伤本构模型,对模型试验工况进行有限元数值模拟,并在此基础上,对不同初始地应力场的情况进行扩展分析。研究结果表明:1)隧道开挖后围岩的破坏区主要集中在隧道拱顶上方,数值计算中用损伤变量最大值表示的破坏区与模型试验吻合较好;2)随着侧向压力系数的增大,松动破坏区面积随之扩大,且主要区域由隧道边墙两侧逐渐转变为隧道拱顶、拱底区域;3)随着侧向压力系数的增大,边墙水平收敛位移逐渐减小,拱顶收敛位移逐渐增大。 展开更多

关键词 软弱围岩 初始地应力 渐进破坏 模型试验 数值模拟

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膨胀各向异性对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响 被引量：3

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作者 刘正楠 张锐 +1 位作者 刘昭京 郑健龙 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期114-125,共12页

为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理,引入2个与基质吸力相关的弹性模量描述膨胀的各向异性行为,对非饱和土非线性弹性模型进行修正,并通过室内膨胀试验结果对模型的可靠性进行验证。通过二次开发和有限元计算... 为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理,引入2个与基质吸力相关的弹性模量描述膨胀的各向异性行为,对非饱和土非线性弹性模型进行修正,并通过室内膨胀试验结果对模型的可靠性进行验证。通过二次开发和有限元计算软件,建立可考虑膨胀各向异性的非饱和膨胀土边坡数值计算方法。依托湖北安猇路实体工程,针对膨胀各向异性、膨胀各向同性和不考虑膨胀这3种工况,通过数值模拟得到降雨7 d内的膨胀土边坡内部湿度场和应力场分布与演变规律。根据摩尔-库仑强度理论,对比分析降雨入渗条件下边坡坡脚、坡中、坡顶处的应力状态变化。研究结果表明:侧向力预测结果与实测结果的相关性系数均大于0.9,修正后的本构模型可用于后续非饱和膨胀土边坡的数值模拟分析;与膨胀各向异性工况相比,膨胀各向同性和不考虑膨胀的工况下侧向应力最大值分别偏小20.8%~38.3%和73.9%~88.3%;膨胀土增湿过程中产生的膨胀压力将导致边坡内的应力重新分布,主应力轴由竖向旋转至侧向;坡脚将先于坡中和坡顶出现局部被动破坏;上部土体将失去坡脚的支撑并承受拉应力,致使破裂面逐步向上延拓,继而出现渐进式破坏。 展开更多

关键词 膨胀土 膨胀各向异性 数值模拟 边坡稳定性 浅层渐进式破坏

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温度对碳钢管道流动加速腐蚀失效影响的数值模拟 被引量：7

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作者 肖卓楠 吴佳森 +2 位作者 张天睿 王啸朋 陈伟鹏 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期35-40,共6页

在电厂汽水管道的运行中,流动加速腐蚀(FAC)普遍存在,威胁着管道系统安全。为很好地预测电厂管道流动加速腐蚀,基于电厂管道实际工况,采用流体动力学软件调整水的物性参数,模拟碳钢在T型三通分流管的流场,并结合预测模型精确分析了FAC... 在电厂汽水管道的运行中,流动加速腐蚀(FAC)普遍存在,威胁着管道系统安全。为很好地预测电厂管道流动加速腐蚀,基于电厂管道实际工况,采用流体动力学软件调整水的物性参数,模拟碳钢在T型三通分流管的流场,并结合预测模型精确分析了FAC速率随温度的变化。结果显示:T型三通分流碳钢管道在辅出水口下游迎流面处的速度、湍流动能及壁面剪切力均出现最高值,流动加速腐蚀最严重;温度通过影响速度及粘性系数,进一步影响到壁面剪切力及传质系数,最终影响到FAC速率;在150℃以下,温度对FAC速率的影响主要是通过传质系数实现的。 展开更多

关键词 流动加速腐蚀 失效 物性参数 温度 传质系数 数值模拟

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