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循环荷载下钙质砂单颗粒破碎试验研究 预览
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作者 明镜 许泽伟 +3 位作者 刘俊 吴迪 吴晓峰 王剑锋 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第A01期23-28,共6页
钙质砂是长期在饱和的碳酸钙溶液中经物理、生物化学及化学作用过程而形成的海洋沉积物,是人工岛建造常用的岩土工程材料,其力学特性直接影响人工岛的安全使用.海洋环境下钙质砂不间断承受海洋动荷载的影响,因此有必要探究循环荷载作用... 钙质砂是长期在饱和的碳酸钙溶液中经物理、生物化学及化学作用过程而形成的海洋沉积物,是人工岛建造常用的岩土工程材料,其力学特性直接影响人工岛的安全使用.海洋环境下钙质砂不间断承受海洋动荷载的影响,因此有必要探究循环荷载作用下钙质砂单颗粒动强度特征.为此采用自行设计研制的单颗粒循环加载仪器对不同形状、粒径的南海钙质砂进行单颗粒破碎试验,利用 Weibull 统计函数描述每种粒径下的单颗粒动强度分布规律.基于试验所得力-位移曲线,发现钙质砂单颗粒在动荷载试验过程中的破坏模式分为两种:一种是颗粒破碎发生在加基值力之前,一种是颗粒破碎发生在加基值力之后.对不同粒径单颗粒动强度统计分析,发现单颗粒动强度的分布与粒径有关,粒径越大则强度越低;相同粒径下不同形状的单颗粒动强度规律为:块状颗粒>条状颗粒>片状颗粒;同一形状下单颗粒强度服从 Weibull 分布,在双对数坐标轴下,特征单颗粒动强度与粒径呈线性关系. 展开更多
关键词 钙质砂 颗粒破碎 单颗粒动强度 形状 粒径 Weibull 分布
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简单复合岩体中TBM多滚刀破岩机理离散元分析
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作者 明镜 傅程 +3 位作者 王华宁 刘俊 廖优斌 陈有亮 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期120-126,共7页
采用引入考虑胶结尺寸的微观接触模型的PFC2D离散元软件,对全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀作用下简单形式的复合岩体破岩机理进行数值模拟研究。进行了单滚刀、双滚刀和三滚刀作用下的复合岩体破碎过程的模拟。模拟结果表明:滚刀破岩过... 采用引入考虑胶结尺寸的微观接触模型的PFC2D离散元软件,对全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀作用下简单形式的复合岩体破岩机理进行数值模拟研究。进行了单滚刀、双滚刀和三滚刀作用下的复合岩体破碎过程的模拟。模拟结果表明:滚刀破岩过程可以分为三个阶段:加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段。通过双滚刀和三滚刀侵入复合岩体的推力-侵深曲线分析,软岩上的滚刀比硬岩上的滚刀进入各阶段稍慢,略有滞后;不同滚刀间的峰值法向推力相差较大,易造成滚刀磨损。对于花岗岩-绿片岩复合岩体,破岩时接触力链被岩体分界面分割,硬岩区胶结破坏数目较多,双滚刀、三滚刀侵入时易形成贯通裂缝;破岩效率由大到小为双滚刀效率、三滚刀效率、单滚刀效率,而且双滚刀能够将效率提高一倍左右。 展开更多
关键词 TBM 复合岩体 滚刀 破岩机理 离散元
非饱和重塑与结构性黄土等向压缩试验离散元分析
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作者 明镜 张浩泽 +1 位作者 李涛 张鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A02期121-124,共4页
为了研究非饱和重塑与结构性黄土在等向压缩条件下宏微观力学性质,进行了等向压缩室内试验的离散元数值分析。运用本团队提出的非饱和结构性黄土三维胶结接触模型,根据室内真三轴试验标定三维接触模型参数,进行了非饱和重塑与结构性黄... 为了研究非饱和重塑与结构性黄土在等向压缩条件下宏微观力学性质,进行了等向压缩室内试验的离散元数值分析。运用本团队提出的非饱和结构性黄土三维胶结接触模型,根据室内真三轴试验标定三维接触模型参数,进行了非饱和重塑与结构性黄土的等向压缩离散元模拟,并与室内试验结果进行了对比,在此基础上分析了其宏微观力学机理。结果表明:离散元模拟结果能较好的定性反映黄土的力学特征,非饱和黄土的孔隙比随平均应力先缓慢下降,后在屈服压力附近开始过渡到快速下降;胶结接触在达到某阈值平均应力时开始发生破坏;胶结开始发生大量破坏的阈值与压缩曲线上的结构屈服应力有很好的对应关系。 展开更多
关键词 非饱和黄土 等向压缩试验 离散元分析
结构性砂土力学特性三维离散元分析
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作者 明镜 石安宁 +1 位作者 刘俊 张伏光 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A02期1-4,共4页
利用离散元法对结构性砂土的三轴试验进行了三维数值模拟并对其宏观特性进行了分析。首先将考虑胶结尺寸(宽度和厚度)的三维胶结接触模型导入离散元软件PFC3D中,对结构性砂土数值试样进行三轴试验数值模拟;然后对比分析离散元模拟与室... 利用离散元法对结构性砂土的三轴试验进行了三维数值模拟并对其宏观特性进行了分析。首先将考虑胶结尺寸(宽度和厚度)的三维胶结接触模型导入离散元软件PFC3D中,对结构性砂土数值试样进行三轴试验数值模拟;然后对比分析离散元模拟与室内试验结果;最后从宏观力学角度对试验结果进行了分析。离散元模拟结果表明:结构性砂土与无胶结松散砂土表现不同,其在低围压时表现出应变软化和体积剪胀特征,并随胶结含量的增加或围压的减少而愈发显著,在高围压时则呈应变硬化和体积剪缩现象;低平均应力时,随胶结含量的增加,试样峰值内摩擦角、黏聚力以及内摩擦角均增加,其中黏聚力增加较为明显,随着平均应力的增加,峰值强度包线逐渐趋向于无胶结土。 展开更多
关键词 结构性砂土 三轴试验 离散元法 应力–应变关系 强度包线
裹覆型能源土力学特性真三轴试验离散元数值分析
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作者 明镜 刘俊 申志福 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2019年第3期153-164,共12页
甲烷水合物被公认是有望解决当前及未来能源危机的潜在新型能源而备受关注.含甲烷水合物的土体称为能源土.目前室内试验中多采用气饱和法人工合成能源土,并在简单应力路径下进行力学测试.以气饱和法合成能源土时,甲烷水合物倾向于在颗... 甲烷水合物被公认是有望解决当前及未来能源危机的潜在新型能源而备受关注.含甲烷水合物的土体称为能源土.目前室内试验中多采用气饱和法人工合成能源土,并在简单应力路径下进行力学测试.以气饱和法合成能源土时,甲烷水合物倾向于在颗粒表面及弯液面处生成固态物质,形成裹覆型能源土.为研究裹覆型能源土在复杂应力路径下的力学性质,本文采用考虑裹覆型能源土三大微观机制(胶结、颗粒扩大和增大土颗粒表面粗糙度作用)的离散元模拟方案,结合纯水合物力学性质与温压相关的试验资料,对裹覆型能源土在真三轴条件下进行离散元数值模拟.模拟结果表明:(1)考虑裹覆型能源土微观机制的离散元模拟方案可有效对能源土力学特性进行模拟;(2)裹覆型能源土胶结作用较弱,真三轴剪切中表现出的力学特性非常接近无胶结散粒体材料;(3)真三轴试验中相同剪应变条件下,随中主应力系数b增大能源土峰值及残余偏应力减小,与Lade-Duncan强度准则基本吻合. 展开更多
关键词 水合物沉积物 离散单元法 真三轴试验 强度准则
不同岩性下TBM滚刀破岩过程离散元分析 预览
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作者 杨开新 明镜 +1 位作者 陈有亮 廖优斌 《水资源与水工程学报》 CSCD 2019年第2期198-204,211共8页
为了研究全断面岩石掘进机(TBM)的滚刀在不同岩性下的破岩机理,将考虑胶结尺寸的微观接触模型植入离散元软件,模拟了4种岩性下不同滚刀刃数的破岩过程,探究岩性、滚刀刃数对破岩效率的影响。模拟结果表明:不同滚刀刃数下的破岩过程可以... 为了研究全断面岩石掘进机(TBM)的滚刀在不同岩性下的破岩机理,将考虑胶结尺寸的微观接触模型植入离散元软件,模拟了4种岩性下不同滚刀刃数的破岩过程,探究岩性、滚刀刃数对破岩效率的影响。模拟结果表明:不同滚刀刃数下的破岩过程可以分为3个阶段,即加载阶段、卸载阶段及残余跃进阶段;胶结破坏类型主要呈拉剪破坏与压剪破坏两种;滚刀破岩过程中受到的阻力可以用峰值法向推力表示,阻力大小取决于岩性,破岩阻力随着岩石单轴抗压强度的增大而增大;通过胶结破岩比能耗来评价破岩效率,对于坚硬岩,三滚刀破岩效率最高,对于强度较低的岩石,采用单滚刀破岩效率更高。 展开更多
关键词 岩石 岩石掘进机(TBM) 岩性 滚刀刃数 破岩效率 离散单元法
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一个非饱和结构性黄土三维胶结接触模型
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作者 明镜 孙若晗 +1 位作者 李涛 刘俊 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期213-216,共4页
对非饱和结构性黄土进行离散元模拟需要合理的三维胶结接触模型。在含抗转动和抗扭转模型基础上引入了颗粒间吸引力以考虑范德华力和毛细力作用;提出了考虑胶结尺寸影响的胶结刚度和强度公式,考虑了不可恢复的化学胶结作用;建立了可以... 对非饱和结构性黄土进行离散元模拟需要合理的三维胶结接触模型。在含抗转动和抗扭转模型基础上引入了颗粒间吸引力以考虑范德华力和毛细力作用;提出了考虑胶结尺寸影响的胶结刚度和强度公式,考虑了不可恢复的化学胶结作用;建立了可以全面考虑含水率–孔隙比–吸力耦合作用的黄土接触模型。通过开展常规三轴压缩以及在不同偏应力水平下湿陷试验的三维离散元模拟,表明该三维接触模型可以较好地反映室内试验中非饱和结构性黄土的主要力学特性。 展开更多
关键词 非饱和黄土 结构性 颗粒吸引 化学胶结 离散元法
现代土力学研究的新视野--宏微观土力学
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作者 明镜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期195-254,共60页
随着岩土工程领域的不断拓展,特别是在深地、深海、深空工程("三深工程")方面需要面对更多复杂的岩土材料和环境条件。基于连续介质和唯象的常规土力学理论与方法在描述岩土材料的非连续性、大变形和破坏等复杂特性以及复杂... 随着岩土工程领域的不断拓展,特别是在深地、深海、深空工程("三深工程")方面需要面对更多复杂的岩土材料和环境条件。基于连续介质和唯象的常规土力学理论与方法在描述岩土材料的非连续性、大变形和破坏等复杂特性以及复杂环境影响上有许多缺陷。宏微观土力学力图从本质上探求岩土材料复杂宏观特性的微细观机理,建立其多尺度分析理论与方法,解决岩土力学与工程中的疑难与关键问题,从而帮助提高工程设计水平。本文回顾了宏微观土力学近40 a的发展历程,从宏微观土力学的研究方法、理论和应用等方面综述了国内外学者的主要研究成果,包括典型土体的微观特性、微观本构理论、宏微观关联、基于微观机制的宏观本构理论等。研究土体包括陆地上黏土、结构性砂土、黄土、深海能源土和太空土(月壤)。重点阐述了宏微观土力学的重要研究手段之一的离散单元法在模拟陆、海、空疑难岩土力学与工程中的应用与拓展,探讨了宏微观土力学研究所面临的各种挑战和重大机遇。通过系统介绍上述研究成果,勾勒了宏微观土力学的基本框架,以期推动该研究方向的加速发展。 展开更多
关键词 宏微观土力学 微观试验 离散单元法 宏微观关联 本构模型 疑难土 三深工程
不同形式节理的岩质边坡失稳演化离散元分析 预览
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作者 明镜 江华利 +2 位作者 廖优斌 刘笋 王华宁 《同济大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期167-174,共8页
为研究不同形式的节理边坡的破坏机理,将考虑胶结尺寸的微观接触模型植入离散元软件,基于重力增加法实现边坡失稳演化过程的模拟,从边坡形态、胶结破坏分布、滑体运动等方面进行分析.模拟结果表明,顺层岩质边坡为共面节理发生贯通破坏... 为研究不同形式的节理边坡的破坏机理,将考虑胶结尺寸的微观接触模型植入离散元软件,基于重力增加法实现边坡失稳演化过程的模拟,从边坡形态、胶结破坏分布、滑体运动等方面进行分析.模拟结果表明,顺层岩质边坡为共面节理发生贯通破坏形成滑动面,反倾岩质边坡为非共面节理发生贯通破坏形成滑裂面;两种岩质边坡坡脚均为薄弱区,顺层岩质边坡坡面中部区域和反倾岩质边坡坡肩区域为危险区域;离散元模拟岩质边坡可用安全系数评价边坡稳定性,较极平衡法能更真实地反映岩体间的相互作用和边坡破坏的渐进过程. 展开更多
关键词 顺层/反倾岩质边坡 破坏演化 离散元法
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三种环境下月壤削坡试验离散元分析 预览
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作者 明镜 廖优斌 +1 位作者 陈有亮 奚邦禄 《郑州大学学报:理学版》 CAS 北大核心 2019年第1期119-126,共8页
在未来的探月计划中的基地建设和资源开采等活动,不可避免地涉及月壤快速削坡过程.然而,月面环境与地球环境相差很大,比如低重力、高真空等,故而从地面环境得到的有关快速削坡的认知不可直接运用到月面环境.因此,有必要研究月面特殊环... 在未来的探月计划中的基地建设和资源开采等活动,不可避免地涉及月壤快速削坡过程.然而,月面环境与地球环境相差很大,比如低重力、高真空等,故而从地面环境得到的有关快速削坡的认知不可直接运用到月面环境.因此,有必要研究月面特殊环境对月壤快速削坡试验的影响.本文将颗粒间的抗转动作用和范德华力引入月壤微观接触模型,并植入到颗粒流软件(particle flowcode,PFC)中进行3种环境下(月面环境、不考虑范德华力月面环境、地面环境)月壤快速削坡试验模拟,对比分析了重力场和范德华力对快速削坡试验中流滑距离、坡后沉降及最终倾角的影响.结果表明:相对于地面环境,月面环境下得到的流滑距离和坡后沉降都偏小而最终倾角偏大,表明月面环境边坡更趋于稳定而不易发生滑坡;进一步分析表明,月面环境对快速削坡实验的影响主要是由月面环境下低重力场引起的,而高真空和高温差引起的范德华力的影响可以忽略不计. 展开更多
关键词 月壤 离散单元法 切坡 抗转动作用 范德华力
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非饱和结构性黄土侧限压缩和湿陷试验三维离散元分析 被引量:1
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作者 李涛 明镜 张鹏 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期39-44,共6页
为了研究非饱和结构性黄土在侧限状态下受竖向荷载和增湿作用的宏微观力学性质,对非饱和重塑和结构性黄土侧限压缩和湿陷试验开展了三维离散元模拟分析。首先通过引入颗粒吸引力考虑黄土颗粒间范德华力和毛细力作用,引入胶结考虑结构性... 为了研究非饱和结构性黄土在侧限状态下受竖向荷载和增湿作用的宏微观力学性质,对非饱和重塑和结构性黄土侧限压缩和湿陷试验开展了三维离散元模拟分析。首先通过引入颗粒吸引力考虑黄土颗粒间范德华力和毛细力作用,引入胶结考虑结构性黄土颗粒间化学胶结作用,建立结构性黄土三维接触模型;然后采用分层欠压法并考虑颗粒间范德华力制成松散均匀的黄土离散元试样,在试样中施加毛细力模拟黄土的非饱和性,施加胶结模拟黄土的结构性;最后选择合适的接触模型参数,对试样施加分级竖向荷载并在多级荷载下进行了增湿试验分析。结果表明:离散元模拟能够再现黄土室内侧限压缩和湿陷试验的主要力学性质,如重塑黄土的屈服应力和结构性土的结构屈服应力随含水率的减小而增加,重塑黄土和结构性黄土单线法增湿变形结果基本与双线法结果相同。胶结破坏分析表明,结构性黄土离散元试样的胶结破坏存在阈值平均应力;增湿后达到的胶结破坏数与相同竖向压力下的饱和土胶结破坏数相差不大(单双线法相同);湿陷体应变与胶结破坏数量密切相关。 展开更多
关键词 非饱和土 结构性土 离散单元法 侧限压缩试验 湿陷试验
海陆交互相黏性土蠕变试验与经验模型研究 预览
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作者 李刚 张金利 +1 位作者 杨庆 明镜 《大连理工大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期64-71,共8页
海陆交互相沉积土是在复杂的沉积环境下形成的,其力学性质与其他沉积土有所区别.针对大连海陆交互相黏性土原状样,采用三轴排水蠕变试验对黏性土的蠕变特性进行了研究,分析了轴向应变、体应变、轴向应变速率与蠕变时间、偏应力间的关系... 海陆交互相沉积土是在复杂的沉积环境下形成的,其力学性质与其他沉积土有所区别.针对大连海陆交互相黏性土原状样,采用三轴排水蠕变试验对黏性土的蠕变特性进行了研究,分析了轴向应变、体应变、轴向应变速率与蠕变时间、偏应力间的关系.基于蠕变试验结果,耦合Mesri模型与三次多项式,建立了可以描述土体衰减蠕变与加速蠕变过程的经验模型.结果表明,该地区土体具有典型的非线性蠕变特性,随着偏应力的增加,非线性蠕变特性愈加明显.在低偏应力作用下,蠕变过程表现出衰减蠕变与剪缩特性;在破坏偏应力下表现出加速蠕变与剪缩、剪胀交替特性.轴向应变速率随着蠕变时间的增加而减小,随着偏应力的增大而增大,而偏应力对m值(曲线斜率)的影响较小.试验结果与模型计算结果吻合较好,表明新建模型适用于描述该地区海陆交互相黏性土的蠕变特性. 展开更多
关键词 海陆交互相 蠕变试验 经验模型 黏性土 Mesri模型
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不同胶结半径的粒间胶结拉伸和压缩试验研究
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作者 明镜 李晨辉 +2 位作者 刘蔚 张安 张学文 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第S2期12-16,共5页
为在三维离散元模型中建立考虑胶结半径的胶结破坏准则,在已有10 mm胶结半径的三维铝球胶结试验的基础上,继续对胶结半径为8,12,14 mm的胶结铝球进行拉伸和压缩试验。结合10 mm胶结半径的试验数据,总结出不同胶结半径的胶结铝球拉伸与... 为在三维离散元模型中建立考虑胶结半径的胶结破坏准则,在已有10 mm胶结半径的三维铝球胶结试验的基础上,继续对胶结半径为8,12,14 mm的胶结铝球进行拉伸和压缩试验。结合10 mm胶结半径的试验数据,总结出不同胶结半径的胶结铝球拉伸与压缩的强度规律。试验结果表明:高铝水泥试样的拉伸强度与压缩强度随着胶结半径的增大而非线性增大;位移曲线在拉伸荷载下表现为脆性破坏,在压缩荷载下表现脆塑性和塑性破坏,并且压缩荷载下发生脆塑性破坏的概率随着胶结半径的减小而增大。 展开更多
关键词 胶结颗粒 三维接触试验 胶结强度 胶结半径
岩石锚杆锚固段拉拔破坏机理离散元分析
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作者 车纳 王华宁 +1 位作者 明镜 廖优斌 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第S2期716-724,共9页
为探讨锚杆锚固段的拉拔破坏机理,采用离散元进行绿片岩中锚杆拉拔试验的模拟,分析不同锚固长度、围压下锚固段破坏模式和特点。离散元中植入新型岩石微观接触模型,可以更好的模拟绿片岩力学特性。分析结果表明,拉拔荷载与位移呈多次上... 为探讨锚杆锚固段的拉拔破坏机理,采用离散元进行绿片岩中锚杆拉拔试验的模拟,分析不同锚固长度、围压下锚固段破坏模式和特点。离散元中植入新型岩石微观接触模型,可以更好的模拟绿片岩力学特性。分析结果表明,拉拔荷载与位移呈多次上升-跌落关系,并在产生贯通破坏面后明显跌落;围压可以明显增大锚杆与岩石相互作用力,对拉拔极限承载力有极大影响;拉拔破坏渐进发生,将先形成'瓶'状的破坏形态,再从锚杆底部的岩体形成一个'漏斗锥形'形的破坏形态;而在高围压时,锚杆底部岩体先破坏,裂纹沿斜向上扩展,形成'漏斗锥形'形破坏形态。 展开更多
关键词 锚杆锚固段 拉拔试验 离散元
净砂与胶结砂土Trapdoor试验离散元数值模拟 预览
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作者 明镜 杜文浩 奚邦禄 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2018年第3期347-354,共8页
Trapdoor试验是一种广泛应用于隧道工程中的研究方法,可以对隧道开挖等引起的结构上应力分布变化进行分析。利用净砂与胶结砂土Trapdoor试验离散元模拟研究土体破坏形态、自由门上土压力分布、颗粒位移以及颗粒转动情况。结果表明:净... Trapdoor试验是一种广泛应用于隧道工程中的研究方法,可以对隧道开挖等引起的结构上应力分布变化进行分析。利用净砂与胶结砂土Trapdoor试验离散元模拟研究土体破坏形态、自由门上土压力分布、颗粒位移以及颗粒转动情况。结果表明:净砂和胶结砂土破坏形态相似,从自由门中心向两侧可以划分为破坏区、剪切带以及影响区域;破坏区内颗粒位移较大,剪切带内颗粒转动明显;与净砂相比,胶结砂土破坏土体表面形成裂缝,由于胶结的存在使得剪切带较窄,土体破坏范围和自由门上土压力都较小。 展开更多
关键词 岩土工程 净砂 胶结砂土 离散元模拟 Trapdoor试验 破坏形态 土压力
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结构性砂土静力触探试验离散元分析 被引量:1
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作者 刘笋 明镜 +1 位作者 付昌 朱俊高 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第3期933-942,共10页
为研究结构性砂土静力触探的宏微观力学特性,在10 g重力场中生成一个净砂地基;将一个考虑胶结厚度的微观胶结接触模型引入到净砂地基中以生成结构性砂土地基;用一定速率移动探杆以模拟结构性砂土中的静力触探过程,其中,探杆由4面刚性墙... 为研究结构性砂土静力触探的宏微观力学特性,在10 g重力场中生成一个净砂地基;将一个考虑胶结厚度的微观胶结接触模型引入到净砂地基中以生成结构性砂土地基;用一定速率移动探杆以模拟结构性砂土中的静力触探过程,其中,探杆由4面刚性墙组成。结果表明,随着贯入深度的增加,锥尖贯入阻力逐渐增大,增长速度逐渐减慢,在达到临界深度后贯入阻力在某一定值附近波动;锥尖部位有明显的力链集中现象,力链的集中程度和范围会随着贯入深度的增加而逐渐提高和扩大;静力触探过程中,探杆两侧的土体经历了明显的加载和卸载过程,且土体主应力方向发生偏转;离探杆越远,主应力偏转速度越慢,最终偏转角越小;不同深度处平均纯转动率(APR)的变化趋势基本相同,而APR最大值会随着土体深度而逐渐增加;探杆的贯入会使土颗粒间胶结发生破坏,胶结的破坏形式主要有拉剪破坏和压剪破坏两种,而拉剪破坏数目要比压剪破坏数目多。 展开更多
关键词 静力触探试验 结构性砂土 离散单元法 宏、微观力学特性
一个深海能源土弹塑性本构模型 被引量:2
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作者 明镜 刘俊 +1 位作者 周卫 奚邦禄 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第4期1153-1158,共6页
天然气水合物赋存在低温高压环境中,会在土颗粒间形成胶结从而增大深海能源土抗剪强度。基于损伤力学理论,将结构性砂土本构模型推广应用于深海能源土分析中,模拟计算了三轴固结排水剪切试验,再根据应力-应变曲线关系定量反演初始屈服... 天然气水合物赋存在低温高压环境中,会在土颗粒间形成胶结从而增大深海能源土抗剪强度。基于损伤力学理论,将结构性砂土本构模型推广应用于深海能源土分析中,模拟计算了三轴固结排水剪切试验,再根据应力-应变曲线关系定量反演初始屈服系数与水合物饱和度之间的函数关系,并修正了原有的结构性砂土破损规律,建立了深海能源土弹塑性本构模型。另外,根据该模型模拟了另外一组深海能源土三轴剪切试验和等向固结压缩试验。计算结果表明:新建立的深海能源土本构模型可以有效模拟深海能源土剪切强度随水合物饱和度之间的增长关系;随着水合物饱和度的增加,三轴压缩试验中深海能源土峰值强度及割线模量(E(50))逐渐增加,等向固结压缩试验中屈服强度增加,与试验结果有较好的一致性,表明了该模型的合理性。 展开更多
关键词 深海能源土 本构模型 水合物饱和度
南海钙质砂单颗粒破碎试验研究 预览
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作者 明镜 杨开新 +2 位作者 陈有亮 丁志军 谢扬彪 《湖南大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第A01期150-155,共6页
采用自制的高精度单颗粒加载仪器,对不同粒径、形状的南海钙质砂颗粒进行了单颗粒破碎试验,探究静载作用下钙质砂单颗粒强度特征.运用Weibull经验公式对钙质砂单颗粒强度进行统计学分析,对单颗粒强度进行归一化.试验结果表明:钙质砂单... 采用自制的高精度单颗粒加载仪器,对不同粒径、形状的南海钙质砂颗粒进行了单颗粒破碎试验,探究静载作用下钙质砂单颗粒强度特征.运用Weibull经验公式对钙质砂单颗粒强度进行统计学分析,对单颗粒强度进行归一化.试验结果表明:钙质砂单颗粒的力-位移曲线形式可分为类'硬化'型、类'软化'型与'平坦'型三种;单颗粒强度的分布与粒径有关,粒径越大,强度越低;粒径相同时,块状颗粒的单颗粒强度高于片状颗粒;单颗粒强度分布服从Weibull分布,Weibull模量m介于1~3之间. 展开更多
关键词 钙质砂 单颗粒强度 粒径 形状 WEIBULL分布
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预制单裂缝花岗岩化学侵蚀作用的试验研究 预览
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作者 司马军 谭睿 +2 位作者 马旭 潘健 明镜 《水利与建筑工程学报》 2018年第4期73-78,共6页
为了研究化学侵蚀对裂隙岩体的影响,将天然花岗岩加工成板状样,用水刀预制单裂缝,然后将其浸泡在化学溶液中并施加竖向荷载,经过预定时间后进行单轴压缩试验。通过比较浸泡前、后试样质量和力学性质的变化,研究了溶液浓度、pH值、应力... 为了研究化学侵蚀对裂隙岩体的影响,将天然花岗岩加工成板状样,用水刀预制单裂缝,然后将其浸泡在化学溶液中并施加竖向荷载,经过预定时间后进行单轴压缩试验。通过比较浸泡前、后试样质量和力学性质的变化,研究了溶液浓度、pH值、应力水平和浸泡时间等因素的影响。研究结果表明:封闭溶液条件下,试样的质量损失微小但力学性质劣化明显;经化学溶液浸泡后,试样压缩变形有从脆性向延性转变的趋势;酸性环境下的起裂应力、峰值强度和弹性模量最低,碱性环境次之,中性环境最大;随着浓度、应力水平及浸泡时间增加,起裂应力变化波动性较大,而峰值强度和弹性模量均单调减小。 展开更多
关键词 花岗岩 单裂缝 化学侵蚀 应力水平 单轴压缩试验
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深部复合地层围岩与TBM的相互作用机理及安全控制
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作者 刘泉声 黄兴 +6 位作者 潘玉丛 唐旭海 明镜 周辉 周小平 张子新 李涛 《中国科技成果》 2018年第22期26-27,共2页
国民经济快速可持续发展对交通、水利、矿山等重大工程建设提出了迫切需求,推动了西部山区深埋长大隧道和中东部资源矿山超千米深井巷道的大规模建设,它们的建设效率和安全直接制约着国家重大基础设施建设的进度和安全。基于工程安全、... 国民经济快速可持续发展对交通、水利、矿山等重大工程建设提出了迫切需求,推动了西部山区深埋长大隧道和中东部资源矿山超千米深井巷道的大规模建设,它们的建设效率和安全直接制约着国家重大基础设施建设的进度和安全。基于工程安全、环境保护、建设周期、造价控制和确保正常生产等方面的需要,采用全断面岩石隧道掘进机(TBM)施工方法已成为建设这些深埋长大隧(巷)道的理想选择和必然发展方向。 展开更多
关键词 安全控制 相互作用机理 复合地层 TBM 深埋长大隧道 围岩 深部 工程安全
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