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考虑不同边界条件的风积沙-土工格栅拉拔试验离散元模拟研究
被引量：
12
1
作者
杜炜
聂如松
+3 位作者
李列列
谭永长
张杰
祁延录
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1849-1862,共14页
室内土工格栅拉拔试验物理模型边界及加载装置通常是刚性的,但土工格栅工程应用的边界条件往往不能与室内拉拔试验物理模型边界相对应。为了研究边界条件对拉拔试验结果的影响,在室内三轴和拉拔试验的基础上,运用三维离散元方法,对土工...
室内土工格栅拉拔试验物理模型边界及加载装置通常是刚性的,但土工格栅工程应用的边界条件往往不能与室内拉拔试验物理模型边界相对应。为了研究边界条件对拉拔试验结果的影响,在室内三轴和拉拔试验的基础上,运用三维离散元方法,对土工格栅加筋风积沙的拉拔试验展开数值模拟,研究加载顶面刚、柔性加载方式和模型前壁刚、柔性边界4种组合条件即刚性顶面刚性前壁(RTRP)、柔性顶面刚性前壁(FTRP)、刚性顶面柔性前壁(R_(T)F_(P))、柔性顶面柔性前壁(F_(T)F_(P))对筋土界面宏细观特性的影响。分析了不同组合条件下拉拔力与拉拔位移的关系、界面剪切强度、试样内部应力链、孔隙率分布和颗粒旋转规律,分析了刚性加载板和柔性边界颗粒位移、F_(T)F_(P)组合下土工格栅的变形以及拉拔过程中剪切带的演化规律。研究表明,模型前壁的刚、柔性边界对拉拔力和拉拔位移曲线模式以及界面摩擦角的影响很大。刚性前壁边界条件下,拉拔力和拉拔位移曲线呈加工软化型;柔性前壁边界条件下,拉拔力和拉拔位移曲线近似呈双折线型。当模型前壁由刚性变为柔性时,界面摩擦角减小了7°~8°。当法向应力小于90kPa时,建议FTRP组合、R_(T)F_(P)组合和F_(T)F_(P)组合的拉拔力峰值折减系数分别取0.9、0.6和0.7。4种组合在拉拔试验过程中试样体积增加,呈剪胀特性。RTRP和FTRP组合剪切带厚度分布为颗粒平均粒径的5.38倍和10.79倍;R_(T)F_(P)与F_(T)F_(P)组合剪切带的分布范围更广。该研究成果有助于深入揭示刚、柔加载方式以及刚、柔前壁边界下土工合成材料和风积沙的相互作用机制。
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关键词
拉拔试验
边界条件
离散元法
风积沙
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职称材料
风积沙—土工格栅界面特性离散元研究
被引量：
6
2
作者
杜炜
聂如松
+2 位作者
李列列
谭永长
杨亚林
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1695-1707,共13页
风积沙作为路基基床底层填料,已应用于沙漠铁路建设中,但国内外鲜有针对风积沙-土工格栅加筋结构的研究。为了研究风积沙-土工格栅界面宏细观特性演化过程及筋材的力学特性,基于三维空间模型,对土工格栅加筋风积沙拉拔试验展开数值模拟...
风积沙作为路基基床底层填料,已应用于沙漠铁路建设中,但国内外鲜有针对风积沙-土工格栅加筋结构的研究。为了研究风积沙-土工格栅界面宏细观特性演化过程及筋材的力学特性,基于三维空间模型,对土工格栅加筋风积沙拉拔试验展开数值模拟,并与室内试验对比分析。通过观测试样状态,分析拉拔阻力、格栅分段应变、配位数、局部孔隙率、应力链演化、组构各向异性演化等宏细观特性。研究结果表明:采用抗转动接触模型模拟风积沙颗粒间接触,所得拉拔力—拉拔位移曲线比较平顺,相比之前的研究更接近实际情况。拉拔结束后,越靠近拉拔端,格栅应变越大,格栅后端几乎没有应变。在筋土界面内,配位数明显降低,孔隙率明显升高,呈负相关,在界面外,两者变化则不明显。剪切带整体厚度为模拟颗粒中值粒径的4.93~5.79倍,界面内发生的剪胀程度不同,上界面剪切带厚度大于下界面剪切带厚度。上覆荷载对剪切带的分布有明显影响,当法向压力低于30 kPa,随着法向压力的上升,剪切带上下界面的不对称性减弱,最大平均水平位移和剪切带整体厚度迅速减小。当法向压力在30~90 kPa内,随着法向压力的上升,上下界面剪切带厚度差值、最大平均水平位移逐渐减小,剪切带整体厚度变化较小并趋于稳定。研究结果可为沙漠铁路路基设计提供一定参考。
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关键词
土工格栅
风积沙
拉拔试验
剪切带
离散元法
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职称材料
题名
考虑不同边界条件的风积沙-土工格栅拉拔试验离散元模拟研究
被引量：
12
1
作者
杜炜
聂如松
李列列
谭永长
张杰
祁延录
机构
中南
大学
土木工程
学院
中南
大学
重载铁路工程结构教育部重点实验室
华北水利水电大学水利水电学院
新疆铁道勘察设计院有限公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1849-1862,共14页
基金
中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司科技研究开发计划课题(No.WLMQ-KGHZGS-HRTL-GGB-2020-0032)
国家自然科学基金(No.51878666)
高速铁路建造技术国家工程实验室开放基金项目(No.HSR201905)。
文摘
室内土工格栅拉拔试验物理模型边界及加载装置通常是刚性的,但土工格栅工程应用的边界条件往往不能与室内拉拔试验物理模型边界相对应。为了研究边界条件对拉拔试验结果的影响,在室内三轴和拉拔试验的基础上,运用三维离散元方法,对土工格栅加筋风积沙的拉拔试验展开数值模拟,研究加载顶面刚、柔性加载方式和模型前壁刚、柔性边界4种组合条件即刚性顶面刚性前壁(RTRP)、柔性顶面刚性前壁(FTRP)、刚性顶面柔性前壁(R_(T)F_(P))、柔性顶面柔性前壁(F_(T)F_(P))对筋土界面宏细观特性的影响。分析了不同组合条件下拉拔力与拉拔位移的关系、界面剪切强度、试样内部应力链、孔隙率分布和颗粒旋转规律,分析了刚性加载板和柔性边界颗粒位移、F_(T)F_(P)组合下土工格栅的变形以及拉拔过程中剪切带的演化规律。研究表明,模型前壁的刚、柔性边界对拉拔力和拉拔位移曲线模式以及界面摩擦角的影响很大。刚性前壁边界条件下,拉拔力和拉拔位移曲线呈加工软化型;柔性前壁边界条件下,拉拔力和拉拔位移曲线近似呈双折线型。当模型前壁由刚性变为柔性时,界面摩擦角减小了7°~8°。当法向应力小于90kPa时,建议FTRP组合、R_(T)F_(P)组合和F_(T)F_(P)组合的拉拔力峰值折减系数分别取0.9、0.6和0.7。4种组合在拉拔试验过程中试样体积增加,呈剪胀特性。RTRP和FTRP组合剪切带厚度分布为颗粒平均粒径的5.38倍和10.79倍;R_(T)F_(P)与F_(T)F_(P)组合剪切带的分布范围更广。该研究成果有助于深入揭示刚、柔加载方式以及刚、柔前壁边界下土工合成材料和风积沙的相互作用机制。
关键词
拉拔试验
边界条件
离散元法
风积沙
Keywords
pull-out test
boundary conditions
discrete element method
aeolian sand
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
在线阅读
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职称材料
题名
风积沙—土工格栅界面特性离散元研究
被引量：
6
2
作者
杜炜
聂如松
李列列
谭永长
杨亚林
机构
中南
大学
土木工程
学院
华北水利水电大学水利水电学院
江西省投资集团
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1695-1707,共13页
基金
中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司科技研究开发计划课题(WLMQ-KGHZGS-HRTL-GGB-2020-0032)
国家自然科学基金资助项目(51878666)
高速铁路建造技术国家工程实验室开放基金项目(HSR201905)。
文摘
风积沙作为路基基床底层填料,已应用于沙漠铁路建设中,但国内外鲜有针对风积沙-土工格栅加筋结构的研究。为了研究风积沙-土工格栅界面宏细观特性演化过程及筋材的力学特性,基于三维空间模型,对土工格栅加筋风积沙拉拔试验展开数值模拟,并与室内试验对比分析。通过观测试样状态,分析拉拔阻力、格栅分段应变、配位数、局部孔隙率、应力链演化、组构各向异性演化等宏细观特性。研究结果表明:采用抗转动接触模型模拟风积沙颗粒间接触,所得拉拔力—拉拔位移曲线比较平顺,相比之前的研究更接近实际情况。拉拔结束后,越靠近拉拔端,格栅应变越大,格栅后端几乎没有应变。在筋土界面内,配位数明显降低,孔隙率明显升高,呈负相关,在界面外,两者变化则不明显。剪切带整体厚度为模拟颗粒中值粒径的4.93~5.79倍,界面内发生的剪胀程度不同,上界面剪切带厚度大于下界面剪切带厚度。上覆荷载对剪切带的分布有明显影响,当法向压力低于30 kPa,随着法向压力的上升,剪切带上下界面的不对称性减弱,最大平均水平位移和剪切带整体厚度迅速减小。当法向压力在30~90 kPa内,随着法向压力的上升,上下界面剪切带厚度差值、最大平均水平位移逐渐减小,剪切带整体厚度变化较小并趋于稳定。研究结果可为沙漠铁路路基设计提供一定参考。
关键词
土工格栅
风积沙
拉拔试验
剪切带
离散元法
Keywords
geogrid
aeolian sand
pull-out test
shear band
discrete element
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑不同边界条件的风积沙-土工格栅拉拔试验离散元模拟研究
杜炜
聂如松
李列列
谭永长
张杰
祁延录
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
12
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
风积沙—土工格栅界面特性离散元研究
杜炜
聂如松
李列列
谭永长
杨亚林
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
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职称材料
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