【摘 要】
:
传统的估算节理岩体强度的方法,比如RMR分类、GSI分类等等,是通过评估岩体破碎程度并对完整岩块的强度进行推算.运用颗粒离散元方法,使用软件PFC来创建BPM模型能很好的模拟完整岩块的力学性质.在此基础之上,对于岩体中存在的节理,可以采用光滑节理模型(SJM)来模拟.光滑节理模型的思路在于改变节理处颗粒与颗粒相互作用的方式,使之不再符合牛顿第二定律的作用,而是沿着节理方向滑动.这种定义方式与节理作
【机 构】
:
华中科技大学,武汉430074;香港城市大学,香港00852 香港城市大学,香港00852
【出 处】
:
中国力学学会2012颗粒材料计算力学学术会议
论文部分内容阅读
传统的估算节理岩体强度的方法,比如RMR分类、GSI分类等等,是通过评估岩体破碎程度并对完整岩块的强度进行推算.运用颗粒离散元方法,使用软件PFC来创建BPM模型能很好的模拟完整岩块的力学性质.在此基础之上,对于岩体中存在的节理,可以采用光滑节理模型(SJM)来模拟.光滑节理模型的思路在于改变节理处颗粒与颗粒相互作用的方式,使之不再符合牛顿第二定律的作用,而是沿着节理方向滑动.这种定义方式与节理作用机制相吻合,相对于降低节理处颗粒的胶结强度的方式,更能直观反映节理存在对岩石力学性能的影响.本文先运用BPM模拟完整的岩块,以室内试验为依据得出PFC的微观物理力学参数,并以这些微观参数为依据建立锦屏二级Ⅱ类大理岩岩块模型。考虑节理作用时,分别采用降低节理面颗粒的粘结强度和粘结刚度、删除节理面处的颗粒、光滑节理模型三种形式模拟节理的作用。
其他文献
文中通过对干颗粒体系接触过程的运动学和动力学分析,建立了一种基于超二次曲面的非球形离散单元模型,模型对颗粒受力和颗粒变形关系的数学描述更加符合颗粒体系运动的真实情况,避免了球形接触模型描述颗粒形状的局限性,使离散单元法更接近物理事实,并在此基础上提出了计算求解模型的数值方法,实现了对复杂形状的干颗粒体系的模拟计算.将所建立的数值计算方法进行了编程实现,并对模型和算法进行了算例测试,证实了本文所建立
Shear-induced strain localization in granular materials has been a hot topic under intensive research during the last four decades.However, the micromechanical process and mechanisms underlying the in
利用离散元法模拟重力驱动下的运动物体在颗粒介质中的冲击过程,法线方向的力学模型采用迟滞阻尼模型,切线方向的力学模型采用Cundall and Strack模型.将模拟结果与相关的实验研究结果进行了对比,两者吻合的很好.由模拟结果可知运动物体质量越大冲击深度越大,而且冲击深度和质量呈线性关系.运动物体在冲击颗粒介质后,导致颗粒介质出现轻微致密化现象,冲击前的松装密度是0.59左右,冲击后松装密度增加
数值模拟方法是研究粒-床碰撞的一种有效手段.文中利用离散单元法模拟了粒-床碰撞过程,并对程序的可调参数模拟终止时间和起跃判据对模拟结果准确性的影响进行了分析.离散单元法是将系统中每个沙粒的运动方程沿时间进行积分,反映碰撞中冲击颗粒向床面随时间传递能量的过程,因此积分长度即模拟终止时间对于整个数值模拟的影响不容忽视.通过分析发现模拟终止时间不仅影响起跃颗粒的总数,对起跃颗粒的运动特性也有影响.首先,
通过对振动颗粒气体沿振动方向进行分区研究,发现对于振动方向的速度分量,在边界处附近的颗粒,其速度呈现出不对称的速度分布,随着向盒子中间移动,这种不对称性逐步衰减,在盒子中心处呈现对称的分布.换言之,颗粒的这种速度分布的不对称性不仅仅存在于边界层,而是存在于整个盒子中.在每一层,将颗粒按照振动方向的速度分量的正负进行分组,这两组颗粒的性质无论是分子数密度,颗粒"温度",颗粒"压强",都存在很大差异.
离散单元法在模拟颗粒材料力学特性时颗粒转动较大,模拟结果剪切强度较低,因而不能准确模拟不规则颗粒材料的力学特性.而用于岩石块体分析的非连续变形分析DDA (Discontinuous Deformation Analysis)方法可以很好地模拟块体之间的相互作用,运用DDA方法来模拟颗粒材料的力学特性是一次很好的尝试.为了获得颗粒材料的DDA试样,本文介绍了一种二维随机凸多边形颗粒材料的生成算法,
Current studies on rockfill structures mainly focus on continuum mechanics; however, there are relatively great differences between the deformation of continuum rock and rockfill structures because ro
堆石体浸水变形是心墙堆石坝在初期蓄水时的重要变形.本文从颗粒层次的细观角度研究了堆石体的浸水变形,基于二维颗粒流方法建立了心墙堆石坝上游坝壳堆石体的细观数值模型.重点研究了蓄水过程中的浮托力、水的润滑作用以及软化作用对堆石体沉降的影响.计算结果表明,浮托力的卸载作用对堆石体的回弹变形较小,但能明显降低堆石体的应力水平:水的润滑作用和软化作用均能引起堆石体的沉降,但润滑作用引起的变形量较小,而软化作
在利用传统的连续介质力学方法处理颗粒材料时,颗粒材料本身的碎散性与其均匀、连续的假设相矛盾,从而会导致结果的不准确,而离散元则恰恰克服了这一缺点,可以较好的模拟颗粒材料的力学特性.本文基于铁矿球团这一类圆颗粒的三轴试验,从离散元角度模拟其试验过程,并对其微观力学特性进行了一系列分析研究.通过对比模拟结果与试验结果的差异,分析了微观参数的取值与宏观参数变化之间的关系.此外,针对围压和颗粒摩擦系数这两
用离散单元法对颗粒材料的双轴压缩试验进行了模拟,分析了不同应力路径下颗粒细观结构的变化规律,推导了一个基于细观结构的颗粒材料屈服函数,并研究了屈服函数中2个参数的确定方法.用饱和标准砂的排水三轴压缩试验结果确定了屈服函数中的相关参数,在此基础上将建议的基于细观结构的屈服面与(修正)剑桥模型屈服面进行了对比.研究表明本文建议的屈服面具有弹头形状,介于剑桥模型和修正剑桥模型屈服面之间,这一方面验证了本