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范例一：(K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 AND Y=1982-2016
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文献类型

15 篇 学位论文
3 篇 期刊文献

馆藏范围

18 篇 电子文献
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日期分布

学科分类号

17 篇 工学
- 6 篇 土木工程
- 5 篇 力学（可授工学、理...
- 5 篇 水利工程
- 5 篇 矿业工程
- 1 篇 材料科学与工程（可...
- 1 篇 建筑学
- 1 篇 地质资源与地质工...
- 1 篇 交通运输工程
1 篇 管理学
- 1 篇 管理科学与工程(可...

主题

18 篇 pfc3d数值模拟
2 篇 无底柱分段崩落法
1 篇 动三轴试验
1 篇 剪切特性
1 篇 真三轴条件
1 篇 声发射技术
1 篇 砂岩循环加卸载实...
1 篇 中深孔爆破
1 篇 颗粒形状
1 篇 饱和砂土
1 篇 红砂岩-充填体
1 篇 界面裂隙扩展
1 篇 矿岩散体流动性
1 篇 三轴压缩试验
1 篇 抗剪强度
1 篇 混合填料
1 篇 崩滑-碎屑流
1 篇 力学性能
1 篇 声发射监测
1 篇 gds动三轴

机构

3 篇 重庆大学
2 篇 贵州大学
2 篇 东北大学
1 篇 绍兴文理学院
1 篇 北京科技大学
1 篇 华东交通大学
1 篇 长沙理工大学
1 篇 大连海事大学
1 篇 西南交通大学
1 篇 武汉工程大学
1 篇 中国矿业大学
1 篇 武警警种学院
1 篇 浙江大学
1 篇 金川集团股份有限...
1 篇 中国铁道科学研究...
1 篇 西安建筑科技大学

作者

1 篇 孟星宇
1 篇 gao qian
1 篇 牛伦
1 篇 耿星月
1 篇 钟世英
1 篇 lu yinglong
1 篇 ling dao-sheng
1 篇 林呈祥
1 篇 全大国
1 篇 lin cheng-xiang
1 篇 文茂林
1 篇 王超
1 篇 刘明明
1 篇 杨志强
1 篇 陈志靖
1 篇 张扬
1 篇 栗源
1 篇 高谦
1 篇 把多恒
1 篇 刘权威

语言

18 篇 中文

检索条件"主题词=PFC3D数值模拟"

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排序：

基于状态演化理论的饱和砂土动力流变特性试验与数值模拟研究

基于状态演化理论的饱和砂土动力流变特性试验与数值模拟研究

引用

作者：刘明明华东交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国基建以及经济的快速发展,城市化建设与地上地下交通建设也在不断进行,在砂土地基上修建的建筑物和轨道交通基础如雨后春笋一般兴起,所以砂土的动力特性研究一直以来是热点之一。在岩土工程领域,砂土作为大量工程结构的基... 详细信息

近年来,随着我国基建以及经济的快速发展,城市化建设与地上地下交通建设也在不断进行,在砂土地基上修建的建筑物和轨道交通基础如雨后春笋一般兴起,所以砂土的动力特性研究一直以来是热点之一。在岩土工程领域,砂土作为大量工程结构的基础,频繁地受到动荷载作用,砂土在动荷载作用下可能由固态向流态转变,造成建筑物和桥梁地基沉降坍塌、土体滑坡以及地下管道下沉等灾难性后果。国内外学者针对饱和砂土的流化变形模型已做了大量的研究,但大部分都是基本流变元件的组合或者是经验模型,这就导致了元件参数冗杂、适用性受限。于是,本文考虑到砂土变形的连续性,基于Maxwell的流变模型,引入状态函数,提出了统一的耦合状态演化理论模型,针对饱和砂土流变特性结合室内试验与数值模拟分析开展了如下研究:(1)采用颗粒分析试验、比重试验以及相对密实度试验对福建标准砂物理力学特性进行了研究,得到标准砂的物理特性参数;介绍了 GdS空心圆柱扭剪仪三轴系统的硬件组成情况、软件加载系统以及操作步骤;进行了福建标准砂的室内常规固结不排水三轴试验,试验得到了在两组不同围压下的应力应变曲线,为下文pfc数值模拟的参数标定提供了试验数据。(2)基于Maxwell的流变模型,考虑到砂土变形的连续性,引入了一种连续状态函数θ用于描述砂土变形过程中其性质的演化特征,给出了统一的耦合状态演化理论模型:σ’=-θσ’+Gγ,θ=1/γc(Vs/Vcγ2-γθ)。根据状态演化理论,该模型引入了一个关键参数:特征应变γc,用以考虑历史应变对当前状态的影响。将理论模型计算的应变随时间的演化规律与静三轴、循环动三轴试验所得的结果进行对比,发现理论模型计算结果与试验结果具有一致性,从而验证了本文所提出的模型的适用性。试验发现:在有效围压为0.1MPa、偏应力100kPa、荷载频率为0.1Hz的试验条件下,试样的临界幅值接近40kPa,临界速度Vc=3.5m/s;历史应变对当前状态的影响随着偏应力的增加逐渐减小,而随着动应力的增加影响则越大。(3)通过GdS动三轴试验系统进行试验,对饱和砂土在轴向循环荷载作用下的流化变形特征进行了研究,并从不同试验条件对理论模型进行验证,深入探讨了不同试验条件对参数γc(特征应变)、θ0(初始状态)、Vc(临界速度)、θ(状态函数)以及η0(初始粘滞系数)的影响。主要结论如下:特征应变与动载幅值、荷载频率呈正相关,与有效围压和相对密实度呈负线性相关;较高和较快的动应力会导致较高的初始应变率,相反较高的有效围压、相对密实度降低了初始应变率,减小了试样的初始流动性;状态函数值会随着动载幅值作用时间的增长而逐渐减小,试样系统的整体流动性下降,当增大有效围压和相对密实度时,颗粒材料的状态值会变小;动应力以及荷载频率的增加会使得临界速度降低也即整个试样系统的临界破坏值降低,使得试样更快达到屈服状态,而增大有效围压或相对密实度时试样系统更加稳定,使得临界速度也会随之增大,系统的临界破坏值相应增大;饱和砂土的初始粘滞系数随着荷载幅值与荷载频率的增加逐渐减小,当增大有效围压和相对密实度时,初始粘滞系数有一个明显的增加。(4)进行了循环动三轴试验的pfc3d数值模拟,对福建标准砂进行了细观参数的标定,得出了一套可行的pfc3d数值模拟福建标准砂的细观参数;对饱和砂土在循环动荷载作用下的流化变形特性进行了定性分析,通过改变动载幅值与荷载频率等因素,将模拟应变随时间演化的规律与理论计算结果进行对比分析,验证了模型的有效性。

关键词：饱和砂土状态演化模型流化变形 GdS动三轴 pfc3d数值模拟

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高分段无底柱分段崩落法端部放矿废石提前混入实验研究

高分段无底柱分段崩落法端部放矿废石提前混入实验研究

引用

作者：刘权威重庆大学

学位级别：硕士

论文针对某铁矿高分段无底柱分段崩落法放矿时存在的废石提前混入问题,采用现场放矿跟踪调查、放矿理论分析、实验室物理实验、数值模拟的研究方法对该问题进行了研究,选题工程实用性强,主要得到如下研究成果:(1)通过现场放矿跟踪调查,... 详细信息

论文针对某铁矿高分段无底柱分段崩落法放矿时存在的废石提前混入问题,采用现场放矿跟踪调查、放矿理论分析、实验室物理实验、数值模拟的研究方法对该问题进行了研究,选题工程实用性强,主要得到如下研究成果:(1)通过现场放矿跟踪调查,基于放矿数据分析,结合椭球体放矿理论,确定矿山现行崩矿步距与矿岩流动性不匹配、爆破推墙以及大块产出率高是导致废石提前混入的主要原因。(2)采用实验室物理放矿实验对矿岩的流动性进行了研究,基于MATLAB和椭球体放矿理论计算得到了与矿岩流动性相匹配的进路间距和崩矿步距;与工程实际的结构参数对比分析表明,实际崩矿步距值过小是导致废石提前混入的原因,放出体形态与崩落体形态的拟合分析进一步验证了该结论。(3)基于L9(3～4)正交实验拟合矿岩自然安息角获得矿岩细观物理参数,采用pfc3d软件进行了采场结构参数优化的数值模拟研究,结合现场跟踪放矿调查和矿岩散体流动性,获得了矿山采场结构优化参数:20m×15m×3.8m(分段高度×进路间距×崩矿步距)。(4)为改善目前的爆破效果以及匹配优化后的采场结构参数,对扇形中深孔爆破参数进行了优化设计。推荐每排布置9～10个孔,孔底距为2.4mm～2.8m,孔径为74mm—80mm,最小抵抗线为2m,边孔角为50°和55°,采用孔底非电起爆的延时爆破技术,每次爆破两排,三段式起爆。

关键词：无底柱分段崩落法废石提前混入矿岩散体流动性 pfc3d数值模拟中深孔爆破

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岩溶山区高速远程崩滑-碎屑流运移过程研究

岩溶山区高速远程崩滑-碎屑流运移过程研究

引用

作者：刘蕾蕾贵州大学

学位级别：硕士

高速远程崩滑-碎屑流是指高陡斜坡上大规模岩体失稳后以快速岩屑流的形式似流体状态长距离的运动过程。本文通过对岩溶山区的贵州省安顺市关岭大寨高速远程崩滑-碎屑流灾害点进行现场调查分析,以斜坡滑槽物理模型试验为研究手段,进行不... 详细信息

高速远程崩滑-碎屑流是指高陡斜坡上大规模岩体失稳后以快速岩屑流的形式似流体状态长距离的运动过程。本文通过对岩溶山区的贵州省安顺市关岭大寨高速远程崩滑-碎屑流灾害点进行现场调查分析,以斜坡滑槽物理模型试验为研究手段,进行不同高度、不同粒径配比的崩滑-碎屑流研究,得到不同高度以及不同粒径配比的碎屑流颗粒运动速度以及运移距离的规律。运用pfc建立与斜坡滑槽物理模型1:1的数值模型,模拟得到的距离与实际运动距离相一致。并对关岭大寨滑坡进行pfc三维离散元数值模拟分析,研究岩溶山区高速远程崩滑-碎屑流运动过程的规律。主要研究成果有:(1)通过碎屑流滑槽试验,在高度、坡角、质量以及滑面材料相同的条件下,按相同粒径配比(大小颗粒比例为7:3)的不同粒径大小均匀混合的崩滑体运移距离基本一致,运移范围也大致相同。表明相同粒径配比的任意颗粒组合对下滑运动过程中的运动距离没有影响。运动停止的堆积情况符合反粒序堆积现象,说明碎屑流在运动过程中存在分选作用,分选过程中存在能量的消耗,在颗粒混合条件下,碎屑流的运移距离最小。(2)在同一高度条件下,通过单粒径与混合粒径的下滑对比分析来看,相同质量的崩滑体,单一粒径的滑体比混合粒径配比的滑体运移距离要远。表明偏小颗粒的存在会阻碍整体的运动,单一粒径有利于颗粒维持运动惯性、减少摩擦耗能。通过公式计算单粒径颗粒的最远运动距离,试验所得单粒径的最远运移距离与公式计算的理论值基本一致。(3)选择2m、1.5m、1m三种不同高度,在固定坡角30°条件下,相同质量的混合粒径和单粒径下滑,速度曲线趋势图大致相同。通过三种高度下滑速度对比分析发现,各组在1m高度下滑达到最大速度所用时间最少,均在1.5s左右达到最大速度,说明达到最大速度的时间受高度影响较大,高度是影响最大运移速度的主要因素。(4)对斜坡滑槽物理模型试验建立数值模型,模型与原型比例为1:1,选取的球颗粒粒径为100mm～200mm、200mm～300mm,按照与实际模型试验中相同的粒径配比,即大颗粒与小颗粒比例为7:3,通过调整加速区与堆积区的摩擦系数使得最终的运动距离一致,模拟出与实际碎屑流颗粒的运动距离一致的运动模型,对致灾范围的研究具有一定的意义。(5)pfc较好地反演了关岭高速远程滑坡-碎屑流由启动到堆积的运动扩散全过程。整个运动过程历时200s左右,启动后20s左右达到永窝村组,与永窝村组山头进行强烈碰撞,速度达到最大值51.82m/s,撞击后速度开始急速下降,在160s左右,速度下降缓慢,到200s左右,速度为0。通过对模拟结果的分析发现pfc颗粒流程序在选取合理参数的情况下能较好的对三维堆积形态及影响范围进行模拟,可以对划定安全避让范围提供参考。

关键词：高速远程崩滑-碎屑流滑槽试验 pfc3d数值模拟

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内置三维裂纹类岩石材料压缩破裂过程试验及数值模拟研究

内置三维裂纹类岩石材料压缩破裂过程试验及数值模拟研究

引用

作者：文茂林重庆大学

学位级别：硕士

天然岩体内常见不同尺度的裂隙及其形成的纵横交错裂缝网络,这些缺陷弱化了岩体的强度和变形特性。由于天然岩石中内部三维裂隙的分布及其萌生扩展过程的难以观察,以往学者通常通过预制贯通试样表面的裂纹来研究裂隙岩体,未体现岩石内... 详细信息

天然岩体内常见不同尺度的裂隙及其形成的纵横交错裂缝网络,这些缺陷弱化了岩体的强度和变形特性。由于天然岩石中内部三维裂隙的分布及其萌生扩展过程的难以观察,以往学者通常通过预制贯通试样表面的裂纹来研究裂隙岩体,未体现岩石内部裂缝起裂扩展状态,导致其研究成果具有较大的局限性。此外,对于实际工程岩体而言,岩体内部裂纹应是三维的,因此,研究岩石内部三维裂纹的扩展贯通机制对于实际工程建设具有实际意义。本文利用具有挥发性的樟脑丸形成类岩石材料试样内部的预制三维裂隙。考虑预制裂隙倾角及试验围压的影响,分别对完整试样和含不同倾角内置裂隙（0°、30°、45°、60°、和90°）试样进行了一系列的单轴和三轴压缩试验,并对试验后的试样进行CT扫描处理,利用软件Avizo进行裂隙三维重构,借此研究了类岩石材料试样预制三维内部裂隙的扩展贯通机制及破坏模式。利用pfc3d对裂隙试样压缩破坏过程进行了数值模拟,并与物理试验结果进行了对比分析。获得的主要研究成果如下:（1）内置裂隙的存在对试样峰值强度及破坏模式有显著影响。随着裂隙倾角的增大,试样峰值强度大幅度降低,试样的破坏模式逐渐由拉剪复合破坏转变为剪切破坏再变化到劈裂破坏。三维CT扫描重构结果显示,裂隙空间上呈曲面分布特征,试验中还发现三种主要发生在小裂隙倾角（0°、30°、45°）的翼型裂隙扩展模式和一种主要发生在大裂隙倾角（60°）的剪切裂隙。（2）基于平行黏结模型,建立了类岩石试样三维颗粒流模型,通过分析平行黏结接触模型细观参数的敏感性,发现宏观弹性模量与平行黏结弹性模量正相关,与平行黏结刚度比负相关,且前者对宏观弹性模量的影响更为明显;抗压强度主要由平行黏结法向强度决定,随平行黏结刚度比增加,抗压强度先增加后减少,随平行黏结法向强度、平行黏结黏聚力及平行黏结内摩擦角的增加,抗压强度均会增加到一个极值,但在平行黏结内摩擦角继续增加时会发生抗压强度下降。（3）建立了三维颗粒流模型,通过模拟三维内置裂隙试样压缩破坏过程,分析了数值模型中的微裂纹扩展、接触力链、位移场等微观力学响应,研究表明微裂纹萌生于裂隙尖端,扩展过程与应力-应变曲线各阶段高度对应;试样中接触力链及位移场的演变过程可用于确定试样中的应力分布与破坏模式的类型。

关键词：预制裂隙三轴试验扩展模式力学特性 pfc3d数值模拟

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基于pfc3d的海相淤泥水泥固化土微观破损机理分析

基于PFC3D的海相淤泥水泥固化土微观破损机理分析

引用

作者：耿星月武汉工程大学

学位级别：硕士

近年来,水泥土及其添加剂在国内外软基处理中的应用越来越广泛。水泥混合固化剂是一种由水泥、专用固化料、生石膏及其他外加剂组成的固化材料。传统的水泥固化土力学性能的研究主要通过无侧限抗压强度试验和电镜扫描试验等,这些方法多... 详细信息

近年来,水泥土及其添加剂在国内外软基处理中的应用越来越广泛。水泥混合固化剂是一种由水泥、专用固化料、生石膏及其他外加剂组成的固化材料。传统的水泥固化土力学性能的研究主要通过无侧限抗压强度试验和电镜扫描试验等,这些方法多从宏观层面研究不同因素对水泥固化土力学性能的影响,不能直观地反应水泥固化土内部各组分的微观结构性质对其力学性能的影响。以离散单元法为基础的细观结构模拟方法,不仅可以避免大量的室内试验,而且能够从细观角度分析水泥固化土的力学性能。因此,本文运用pfc3d数值模拟软件从微观结构演化的角度来解释水泥固化土宏观力学响应行为,实现室内试验和现场试验无法达到的细观力学分析,在前人的基础上提出新的建模方法,为水泥固化土的细观研究提供理论支撑。本文主要研究工作及成果如下:(1)基于无侧限抗压强度试验和电镜扫描试验,得到试样的应力-应变曲线、抗压强度、弹性模量等宏观参数,选取合适的接触模型,通过自编程序,完成了pfc三维离散元单轴压缩试验模型。(2)对水泥固化土试样进行单轴压缩试验模拟,可知不同条件下试样的数值模拟与室内试验的应力-应变曲线呈现较大拟合度,模拟结果充分证明了数值模拟的可靠性。(3)分析了试样内部接触力、孔隙率、配位数和裂隙数的演化规律及位移场的分布。发现法向接触力的分布整体类似于“玫瑰花状”,切向接触力分布图呈现出“椭球状”,水泥与专用固化料的质量比为6:4的试样在养护龄期为28d时法向接触力和切向接触力最大,宏观表现为该试样的抗压强度最大;试验过程中监测的测量圆内试样孔隙率表现为前期减小,后期增大的现象,能直接的反映试样内部颗粒的相对位移情况;数值模拟最终形成的位移场能够反映颗粒在加载过程中运动的方向和速度,颗粒位移方向与加载力的方向相同,数值模拟与室内试验的破坏形式基本一致。

关键词：水泥固化土无侧限抗压强度试验 pfc3d数值模拟微观组构

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抗滑桩与土微观相互作用机理的研究

抗滑桩与土微观相互作用机理的研究

引用

作者：王超西南交通大学

学位级别：硕士

边坡问题是人类工程活动中最常见的问题之一,而抗滑桩作为一种治理边坡问题的主要支挡结构形式,其与土体的相互作用关系受到了越来越多岩土工程领域人士的关注。前人已经做了许多桩土相互作用的试验来探究桩土相互作用机理,但由于土体... 详细信息

边坡问题是人类工程活动中最常见的问题之一,而抗滑桩作为一种治理边坡问题的主要支挡结构形式,其与土体的相互作用关系受到了越来越多岩土工程领域人士的关注。前人已经做了许多桩土相互作用的试验来探究桩土相互作用机理,但由于土体的不可透视性、嵌入应力应变器测试的不连续性,不能对桩与土的相互作用过程在细微观层面有一个比较直观的展示。随着科技的发展,用人工制作的透明土和PIV技术使得研究抗滑桩与土体内部微观相互作用成为了可能,同时数值模拟软件的发展也可以对工程实例进行模型化分析。另外,目前基于矩形截面桩的桩土相互作用研究较多,本文将选用圆桩对桩土相互作用在细微观层面的机理进行研究,主要研究内容及成果如下:(1)配制替代砂土的透明土作为试验材料由于边坡土体本身的不可视性,通过这些土体本身试验无法获得其内部的位移演化特征,使得大家对桩土相互作用有不同的观点。本文对透明土的物理力学特性进行了实验测试,结果表明透明土可替代天然砂土应用于桩土相互作用可视化模型试验研究。这种透明土可以直观的观测土体内部的位移应变,解决了以往只能靠插入应变片、应力盒的方式采集零散数据的缺点,为研究桩土细微观层面的机理创造了条件。(2)分析桩土相互作用演化过程首先利用模型试验的单一工况,对桩土相互作用过程中的位移矢量、垂直于模型箱移动方向位移、沿模型箱移动方向位移、总位移、应变的演化情况进行分析总结,得到了桩土相互作用在空间内的位移及应变规律,并给出了圆桩桩土相互作用的区域划分,以及圆桩拱轴线与桩间距的关系式。其次再利用pfc3d数值模拟软件对试验模型进行数值模拟,得到了土体内部的力链、桩上的受力情况、空间内颗粒体的位移情况以及土体颗粒的裂隙情况的一般特征。(3)对比不同桩径、桩间距和深度对桩土相互作用的影响通过分析模型试验及pfc3d数值模拟的结果,可以得到增大桩径之后相互作用力就越大,对土体颗粒的影响范围将变得更大,土拱形成的就越慢,裂隙发育也越慢,从而得出桩径越大对抗滑桩的抗滑效果提升越大。对比桩间距可以得出,桩间距越小,土拱形成的越快,破坏的也越快,影响的范围越大;可以得出小间距会使得边坡滑动少量位移之后土拱效应就失去效用,而合理的桩间距可以容许更大的位移且减少成本。对比不同深度的总位移情况得出,实际工程中单排圆形抗滑桩的底端土拱效应最发育,拱高最高,顶部土拱效应越滞后且拱高越小。本文从可视化模型试验、离散元数值分析两方面入手,研究了圆桩桩土相互作用在微观层面的形成、发展与破坏机理,对比了不同桩径、桩间距及深度对桩土相互作用的影响,为砂土类滑坡的抗滑桩设计与长期维护运营提供了有益的参考。

关键词：抗滑桩桩土微观作用机理透明土 PIV技术 pfc3d数值模拟

来源：评论

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循环加卸载条件下砂岩损伤特性试验和模拟研究

循环加卸载条件下砂岩损伤特性试验和模拟研究

引用

作者：张翔东北大学

学位级别：硕士

循环荷载是最常见的动荷载类型之一,在研究复杂荷载作用下岩石损伤时,需要先进行岩石在不同循环荷载条件下的变形破坏研究。在循环荷载的作用下岩石内部受到损伤,产生了永久性的裂隙,在经过多次循环加载后裂纹持续扩展延伸直至岩石完全... 详细信息

循环荷载是最常见的动荷载类型之一,在研究复杂荷载作用下岩石损伤时,需要先进行岩石在不同循环荷载条件下的变形破坏研究。在循环荷载的作用下岩石内部受到损伤,产生了永久性的裂隙,在经过多次循环加载后裂纹持续扩展延伸直至岩石完全断裂破坏。现阶段岩土工程发展水平不断提高,对岩体长期的稳定性要求也在不断提高,根据工程方面的实践和相关实验结果的研究可知:即使在低于其抗压强度的应力水平时,岩石结构依然会在循环荷载作用下发生损伤破坏。由于岩石的离散性较大,金属材料的损伤破坏准则不能很好地适用于岩石材料,因此需要研究其在循环荷载作用下的损伤过程,总结其破坏演化规律。在数值分析方面,通过砂岩单轴压缩室内实验得到其全应力应变曲线,同时进行了砂岩的正弦波和三角波波形循环加卸载试验,研究了其在不同加载条件下的损伤破坏特性。分析实验结果验证了 pfc软件建立的数值模型合理性,调整加卸载参数并进行循环加载数值模拟,分析了加载条件下的砂岩损伤特性,最后对比分析了砂岩在其他几种加载波形作用下的损伤特性。本文的主要工作和取得的成果包括:(1)对砂岩试样进行室内试验,首先进行单轴压缩试验,基于实验结果对岩石力学特征细观参数进行标定,通过对比实验曲线和数值分析结果,可证明建立的岩石力学模型基本能够反映砂岩力学性质。之后分别进行正弦波和三角形波循环加卸载实验,由结果可知在循环荷载下的岩石应力应变曲线划分为三个阶段:初始变形阶段等速变形阶段和加速破坏阶段,每个阶段伴随着岩石损伤应变量的累积,当损伤积累到砂岩的最大应变值,岩石试样发生破坏。(2)分析单轴压缩实验结果,得到砂岩基本力学参数,基于pfc3d软件标定了砂岩力学细观参数。通过对砂岩力学模型中的不同细观参数进行敏感性分析,研究了各参数对宏观力学特征变化的影响大小。根据数值模拟结果可知:加载板的加载速率和颗粒粒径、颗粒弹模等颗粒细观参数对模型宏观力学参数的影响不大;平行粘结弹性模量、法向与切向刚度比、抗拉强度和抗切强度等平行粘结参数对模型宏观力学参数的影响较大。基于模型细观参数的影响规律,对之后建立的循环加卸载损伤模型提供了参考依据。(3)在研究循环加卸载损伤时,在pfc3d数值模拟软件里引入了 PSC应力腐蚀模型,通过对砂岩进行不同循环加卸载条件下的数值模拟,分析了应力上限比、应力下限比、应力幅值和卸载频率等加载条件对岩石寿命的影响。通过模拟结果对比可知,应力上限比越高,加载频率越快速,岩石轴向应变量积累越快,岩石损伤寿命越短;同时进行两种波形实验,正弦波的岩石试样先破坏,相同加卸载频率下的正弦波对岩石损伤寿命的影响大于三角形波应力,当峰值荷载即上限应力固定时,随着加载频率的增加,平均速率也逐渐增大,岩石寿命也相应降低。(4)在建立的砂岩数值模型基础上,引入了不同波形加载的加载方式,分析了不同波形加载条件影响下的砂岩损伤破坏特性。结果表明,在蠕变的过程中穿插的循环加载次数越多,岩石的损伤破坏寿命越低,疲劳循环次数比蠕变时长的影响更明显,是影响岩石损伤破坏寿命的主要因素。对比了梯形波加载过程稳定加载时长对岩石寿命的作用,可知稳定时长越长则岩石寿命越低。对比了三种循环加卸载波形对岩石损伤寿命的影响,分析结果可知梯形波作用影响大于正弦波、正弦波大于三角形波。

关键词：砂岩循环加卸载实验 pfc3d数值模拟应力腐蚀模型不同加卸载条件

来源：评论

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砂岩拉剪力学-声发射特性试验及离散元模拟研究

砂岩拉剪力学-声发射特性试验及离散元模拟研究

引用

作者：贺聪重庆大学

学位级别：硕士

拉剪复合应力状态常见于河谷下切现象以及悬挑危岩等工况下。拉剪破坏是拉剪复合应力下产生的一种破坏模式,破裂面既受到与自身平行的剪切应力,同时也受到与自身垂直的法向应力,所以岩石易受扰动而失稳。因此,深入研究岩石在拉剪复合应... 详细信息

拉剪复合应力状态常见于河谷下切现象以及悬挑危岩等工况下。拉剪破坏是拉剪复合应力下产生的一种破坏模式,破裂面既受到与自身平行的剪切应力,同时也受到与自身垂直的法向应力,所以岩石易受扰动而失稳。因此,深入研究岩石在拉剪复合应力下的强度以及破坏演化规律就显得尤为重要,这能够为隧道或者危岩等工程的防护和治理提供借鉴意义。本文的研究是在国家自然科学基金项目（52004072）、贵州大学引进人才科研项目（201901）以及贵州大学自然科学专项科研基金项目（201903）的基础上完成。当前拉剪试验方法多基于特定形状试样和复杂的仪器设备,不能基于常规试验仪器高效快速获取岩石拉剪力学性质。基于此,自主设计了一套可直接在常规的单轴压缩试验机上使用的拉剪装置,并以砂岩作为研究对象,结合声发射检测技术,开展了不同条件下砂岩的拉剪试验,并进行了数值模拟研究。主要研究工作和结论如下:（1）开展了不同高径比、不同尺寸大小、不同压头形状以及不同底座尺寸下砂岩的拉剪试验,研究了在不同变量下砂岩试件的强度特征以及裂纹开展规律,揭示了砂岩在拉剪复合应力下的破坏模式。结果表明,高径比越大,砂岩试件的峰值荷载越大;底座尺寸越小,砂岩试件的峰值荷载越大;同等条件下,方形压头比圆形压头的峰值荷载更大;试件同比例放大一倍时峰值荷载的变化波动较小。砂岩试件整体的破坏模式以拉剪破坏为主,与拉剪装置接触的砂岩先发生剪切破坏,随后整体发生拉剪破坏。试样破坏后大部分呈现圆台或者棱台的效果:高径比越小以及底座尺寸越大时,试件的潜在拉剪破坏面呈现效果越好;放大试件尺寸时破裂模式相似;方形压头顶点处更容易产生应力集中现象。（2）试验过程中结合声发射检测技术,监测并分析了砂岩在整个试验过程中的振铃计数、事件数、事件定位、上升时间以及平均频率等数据。结果表明:声发射振铃计数率和事件计数率发展均分为安静阶段、初始阶段、激烈阶段以及残余阶段四个阶段,与荷载位移曲线上升和跌落变化趋势相吻合;试件破裂时,初始裂纹出现在底部和顶部,后续裂纹的开展主要集中在试件中部;高径比越大,整体剪切裂纹的比例增加;方形压头比圆形压头产生更多的拉伸裂纹;底座尺寸越大,砂岩拉剪破坏时拉伸裂纹数量越多。（3）采用pfc3d颗粒流程序,建立不同条件下砂岩的数值模型。结合砂岩试件的单轴压缩应力应变曲线,标定砂岩材料的细观力学参数,模拟不同条件下砂岩的拉剪试验并分析砂岩拉剪裂纹细观演化特征。结果表明,数值模拟曲线同实际试验曲线吻合程度高,裂纹萌生位置最先出现在与拉剪装置接触的位置,随后裂纹主要在试件中部扩展,破裂面裂纹以拉伸裂纹和剪切裂纹为主,扩展过程中裂纹位置变化及数量的变化同荷载位移曲线吻合。高径比增加,模拟得到的拉伸裂纹和剪切裂纹数量增加;不同压头下裂纹数量相差不大;底座尺寸增加,拉伸裂纹和剪切裂纹数量减少。采用位移场以及接触力链等分析方式能直观地观测到细观裂纹演化与发展规律。

关键词：拉剪试验破裂特征声发射技术 pfc3d数值模拟

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