新疆维吾尔自治区自然科学基金(2013211A027)
- 作品数：7 被引量：63H指数：5
- 相关作者：李晓庆唐新军高强齐阳更多>>
- 相关机构：新疆农业大学新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司更多>>
- 发文基金：新疆维吾尔自治区自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学农业科学水利工程更多>>
- 考虑不同颗粒形状的PFC^(3D)砂土直剪试验模拟研究被引量：11
- 2019年
- 针对纯圆形颗粒在模拟土工直剪试验中的缺陷,以砂土直剪试验为研究对象,基于PFC^(3D)颗粒流程序,以纯圆颗粒为基本形状进行二次开发,利用FISH语言编程,引入了由pebble构成的块体(clump)单元,建立了哑铃形和椭圆形两种不同颗粒形状的簇颗粒,对纯圆颗粒及簇颗粒进行直剪试验模拟对比,并分析了颗粒初始配位数与内摩擦角的关系以及不同颗粒试样的体积变化规律,从细观上描述了不同形状颗粒的空间活跃程度。结果表明:颗粒形状直接影响着数值模拟的精度,椭圆形颗粒的吻合度最高,哑铃形颗粒次之,圆形颗粒较差,椭圆形颗粒较纯圆颗粒的精度提高了7.05%;簇颗粒的初始配位数相比纯圆颗粒较大,其试样表现出较高的强度和稳定性;颗粒形状对试样体积变化有着显著影响;纯圆颗粒的空间活跃程度较为明显,簇颗粒则相对稳定。该研究可为土工试验模拟在颗粒选择及模拟方法上提供一定的参考。
- 杨升李晓庆
- 关键词：颗粒流直剪试验数值模拟离散元法
- 粗粒土应力诱发各向异性真三轴试验颗粒流模拟研究被引量：9
- 2015年
- 基于颗粒流基本理论和物理试验结果,通过改进PFC3D程序中的内置代码,生成包含clump颗粒的混合试样以克服纯球体颗粒模拟粗粒土抗剪强度不足的缺陷,模拟粗粒土在真三轴状态下各主应力方向上的单向加荷试验,并从宏观和细观角度分析了复杂应力状态下粗粒土的应力诱发各向异性特征。试验结果显示:复杂应力状态对各向异性的诱发作用显著,各向宏、细观参数及应力–应变曲线显示出了显著的各向异性;单向加荷试验中加荷向始终为压缩变形,侧向变形复杂,且受初始中主应力系数B影响显著,且B值对非加载向泊松比的各向异性及加载向应力–应变曲线的影响亦较明显;模拟试验中配位数、孔隙率等细观参数的变化趋势能够反映试样体积变形的类型,两个细观参数的取值大小影响抗剪强度的强弱,并且各主应力方向单向加荷时,对应相同的应力增量配位数、孔隙率等细观参数表现出显著的各向异性;从细观角度看,应力诱发各向异性产生的原因归结于侧向围压差异所引起的细观结构变化。
- 齐阳唐新军李晓庆
- 关键词：粗粒土各向异性中主应力
- 两种典型级配基土-滤层渗滤系统的颗粒流模拟被引量：11
- 2017年
- 基于颗粒流理论和流固耦合效应,利用PFC3D程序内置的FISH语言编程,建立基土-滤层渗流模型,针对具有不同级配特征的管涌型土(连续级配、间断级配),分别进行不同层间系数情况下的系列数值模拟试验,分析渗滤系统中基土、滤层及两者界面处的孔隙率、渗透率、基土流失百分量等参数随渗流作用时间的演化过程,并分析和评估渗滤系统的保土性和透水性。结果显示:对应于不同级配特征的管涌土,其基土-滤层渗滤系统的层间系数值(D15/d85*)都存在一个最优范围,当层间系数值在该范围内时,由基土-滤层构成的渗滤系统沿渗流方向的透水性逐渐增大,表现出良好的保土性与透水性;连续级配特征的基土自反滤能力较强,其最优层间系数值的范围较宽,而间断级配特征的基土最优层间系数值的范围较窄。
- 李晓庆齐阳唐新军高强
- 关键词：颗粒流渗滤系统
- 粗粒料工程力学性质的细观模拟被引量：1
- 2014年
- 以三维离散元颗粒流理论为基础,PFC3D_EV为工具,改进内置程序代码,对比粗粒料室内三轴固结排水试验结果,生成颗粒接触点数均匀、各向同性应力相同的三轴试验数值模型。引入clump颗粒提高了数值试样内部颗粒形状的复杂度,对比了不同围压下数值试验应力-应变曲线、变形曲线与室内试验的差异,并探讨了剪切带发展规律及颗粒形状对粗粒料强度、变形特性的影响。结果表明:颗粒形状是影响粗粒料工程力学特性的主要因素,提高试样内部颗粒形状的复杂性可获得与物理试验拟合较好的应力-应变曲线;数值模型暂无法实现颗粒破碎状态,造成大应变时剪胀偏大;位移场发展变化过程显示应变软化加速了剪切带的形成;高围压下剪切带明显,且围压越高厚度越薄。
- 齐阳唐新军李晓庆
- 关键词：颗粒流粗粒料
- 基于PFC3D的砂土直剪模拟及宏细观分析被引量：19
- 2019年
- 为能更好地分析砂土在剪切过程中的体积变化及力学行为,通过PFC3D颗粒流程序,按照室内实际级配建立数值试样,进行了不同垂直压力下的砂土直剪试验模拟,并将模拟结果与室内试验结果进行了对比;研究了砂土在剪切过程中的体积变化,并用两种方法分析了砂土剪切带的演变过程;从细观角度对试样颗粒的速度场及力链网络的发展变化进行了分析研究。结果表明,数值模拟结果与室内试验结果基本一致,砂土的体积变化表现为先剪缩后剪胀,剪胀量与垂直压力成反比;剪切带厚度约为11~12倍d50,在剪切带内颗粒的位移和欧拉角变化较大;试样内部强力链的演变较为明显,力链网络对外荷载变化的敏感性很高;剪切过程中上盒颗粒速度场方向的变化能够较好地解释砂土产生的剪胀现象。
- 杨升李晓庆
- 关键词：直剪试验颗粒流离散元剪切带
- 细沙河道上修建地下集水廊道的工程实践被引量：1
- 2013年
- 为弄清地下集水技术在含细沙河流上的适用性及面临的工程问题,以修建在某细沙河道上的两个地下集水廊道工程为例,从含水层颗粒级配入手,探讨滤层设计、出口渗流控制及运行管理等因素对地下集水廊道滤层工作性能的影响,分析了工程滤料失效的原因,提出了相应的改进措施。研究结果表明:在具有一定细沙含量的河道上修建地下集水工程是可行的;当前的滤层设计准则不符合地下集水廊道滤层的运行工况,应重新建立基于低水头、大流量、强透水工况下的滤层设计准则。
- 李晓庆高强唐新军
- 基于3维离散元颗粒流的土石混合体大型直剪试验模拟分析被引量：11
- 2020年
- 为能更好的揭示土石混合体的剪切特性与力学行为,以新疆博乐地区某土石坝坝料为研究对象,选取了3种不同含石量的室内混合料试样,通过导入随机多面体模板建立真实块体颗粒模型,并进行了不同含石量在不同围压下的3维离散元颗粒流(PFC3D)土石混合体室内大型直剪试验模拟,研究了含石量对试样抗剪强度的影响,分析了土石混合体在剪切过程中的体积变化以及不同含石量下土石混合体的力链网络分布。结果表明:模拟结果与室内试验的拟合度较好,二者具有良好的一致性;含石量对土石混合体的剪切特性有显著影响,含石量越高,土石混合体的抗剪强度越大;在相同法向应力下,试样的剪胀量随着含石量的增加而增大,低含石量试样表现出一定的“软化特性”,高含石量试样表现出“硬化特性”;不同含石量的土石混合体力链网络分布表现为各向异性,随着含石量的增加,强力链数目增多,分布更加集中,试样整体较为稳定,土石混合体在宏观上表现出更高的剪切强度。该研究可以更好的理解土石混合体的细观力学机理,可为相关岩土力学模拟提供参考依据。
- 杨升李晓庆
- 关键词：离散元法直剪试验土石混合体数值模拟颗粒流
