国家教育部博士点基金(20132121110006)
- 作品数：17 被引量：84H指数：6
- 相关作者：王学滨杜亚志马冰潘一山顾路更多>>
- 相关机构：辽宁工程技术大学中国地震局中国矿业大学（北京）更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金辽宁省科学事业公益研究基金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球矿业工程理学更多>>
- 加载方式及抗拉强度对巴西圆盘试验影响的连续-非连续方法数值模拟被引量：25
- 2017年
- 研究了集中加载、加载板加载和平台加载3种不同加载方式对巴西圆盘的宏观力学行为、开裂过程以及材料的抗拉强度的影响。对于平台加载方式给出了不同平台加载角时抗拉强度的修正系数。在数值模拟中,采用了自主开发的连续-非连续方法,该方法将拉格朗日元、变形体离散元及虚拟裂纹模型耦合在一起,既可以很好地模拟弹性阶段的变形,又可以较好地模拟材料的真实开裂过程。研究发现,采用平台加载方式,有利于圆盘中心起裂,而采用集中加载和加载板加载方式,圆盘的加载部位容易发生剪破坏。在圆盘中心起裂时,集中加载方式的抗拉强度的数值解最接近于选取的抗拉强度,然后是加载板加载方式,最后是平台加载方式。无论对于哪种加载方式,在材料的抗拉强度较小时,圆盘易于中心起裂,否则圆盘的加载部位将发生剪破坏。圆盘中心起裂后,众多微裂纹汇聚成的裂纹带在垂直方向不断扩展,直至贯穿整个圆盘,同时伴有应力波产生并传播。
- 郭翔王学滨白雪元王春伟齐大雷
- 关键词：开裂抗拉强度集中力数值模拟
- 不同轴压/侧压下逐步开挖马蹄形巷道围岩分区破裂化数值模拟被引量：4
- 2019年
- 基于空间局部化视角研究分区破裂化的发生机制。采用三维非均质应变软化模型,在逐步开挖和不同轴压与侧压之比条件下研究了马蹄形(U形)巷道围岩不同剖面和测线上剪切应变增量的分布特征。结果表明:U形巷道围岩的分区破裂化呈圆环形;分区破裂化可出在现掌子面的前、后方;在掌子面前方,随着远离掌子面,分区破裂化有所减弱,直至消失;轴压与侧压之比越大,分区破裂化越明显;在垂直于巷道轴线的不同平面上,分区破裂化有所不同,这与不同剪切带的特征不同及发育不同有关;共轭剪切带的出现,会使分区破裂化变得复杂。启动于巷道表面的空间圆锥剪切面的充分发展产生了分区破裂化。
- 王学滨王学滨马冰张智慧
- 关键词：分区破裂化轴压侧压数值模拟
- 单轴压缩湿砂土试样主应变轴偏转规律试验研究被引量：5
- 2016年
- 利用自主开发的基于粒子群优化的数字图像相关方法,获得了单轴压缩湿砂土试样观测平面内主应变轴偏转角的时空分布规律。采用双三次样条插值方法,获取了任意位置的主应变轴偏转角,分析了土样将来出现剪切带位置、剪切带的中心及其尖端附近和剪切带外的主应变轴偏转角随纵向应变的演变规律。研究发现,随着纵向应变的增加,在土样观测平面内,主应变轴偏转角的范围由分散逐渐变得稳定,大部分区域最终分布在-10°~10°之间。当出现较清晰的剪切带以后（硬化阶段后期）,剪切带内不同位置处主应变轴偏转角基本趋于恒定或稍有下降,大致稳定在-5°~5°之间,这与剪切带外的点的主应变轴偏转角均处于发展之中不同;而在剪切带尖端附近的点,主应变轴偏转角随纵向应变的演变规律比较复杂。
- 顾路王学滨杜亚志冯威武
- 关键词：剪切带样条插值数字图像相关方法
- 断层间距对拉张雁列构造破坏过程及能量释放影响的模拟被引量：4
- 2014年
- 对拉张雁列断层复杂力学行为的研究有助于增进对一些地震及地质现象的理解.基于提出的非均质应变软化本构模型,本文采用FLAC-3D模拟了断层间距对拉张雁列区(岩桥)贯通前后的变形、破坏过程及能量释放规律的影响.在平面应变及小变形条件下,对3个仅断层间距或重叠量不同的标本进行了计算.研究发现,在拉张雁列区贯通过程中,雁列区内部释放了一定的拉伸应变能,而在远离雁列区之外的断层上释放了大量的剪切应变能.随着断层间距的增加,雁列区贯通变晚、变难,断层相互作用减弱,剪切应变能释放量增加.在拉张雁列区贯通之前,拉伸应变能释放率在较低水平上以较小的幅度波动,在贯通之后则不然.因此,从拉伸应变能释放率-时步数曲线上可发现雁列区贯通的标志,这与雁列区内部单元发生拉破坏有关.
- 王学滨吕家庆马冰顾路
- 关键词：雁列断层数值模拟
- 基于测点优化的亚像素数字图像相关方法被引量：2
- 2017年
- 鉴于传统数字图像相关(DIC)方法采用的布点方式(水平成行,垂直成列)很可能会将一些测点分布在散斑质量较差的位置,提出了一种基于测点优化、Newton-Raphson(N-R)迭代与粒子群优化(PSO)算法的DIC方法。首先,通过在原始测点周围寻找散斑质量较好的区域来优化测点位置;然后,采用基于N-R迭代与PSO的粗细搜索方法计算优化后(非均匀分布)测点的位移场;最后,采用二维格林样条插值算法对该位移场进行插值以获得原始测点处的位移场,再由中心差分方法获得应变场。对3幅散斑质量差别较大的散斑图上的测点进行了优化,并将传统方法和提出方法获得的应变的各种结果进行了比较。研究发现,当样本子区尺寸在21~41 pixel之间时,对于平均灰度梯度处于10~20 pixel^(-3),且预加应变量处于0.01~0.05之间的散斑图,采用该方法可以获得较好的测量结果,这与优化测点位置有关。若采用该方法仅对原始测点中分布在散斑质量较差位置处的那些测点进行优化,有望获得更为理想的测量结果。
- 张楠王学滨杜亚志
- 关键词：数字图像相关方法
- 单轴压缩土样局部体积应变的均值随纵向应变的两种模式实验研究被引量：1
- 2017年
- 以单轴压缩条件下含水率为13.6%~17.2%的土样为研究对象,以双三次样条插值后采用亚像素数字图像相关方法获得的局部体积应变场为基础,通过在土样上布置尺寸及位置不同的统计窗口,研究局部体积应变的均值随纵向应变、统计窗口尺寸及位置的变化规律.发现了局部体积应变的均值与纵向应变之间关系的两种模式,即收缩模式和收缩-膨胀模式.对于收缩-膨胀模式,着重研究了统计窗口的最小体积对应的纵向应变.从局部体积应变场的分布特点出发,解释了最小体积对应的纵向应变随统计窗口尺寸及位置的变化规律.随着统计窗口尺寸的增加,最小体积对应的纵向应变有增加的趋势,或者保持不变.最小体积对应的纵向应变增加应与局部体积应变高值区的分布较为集中或尺寸较小有关;最小体积对应的纵向应变保持不变应与局部体积应变高值区的分布较为分散或剪切带较为密集有关.在纵向应变增加的过程中,局部体积应变的均值与统计窗口尺寸之间的关系由相对平直向相对不平直转变,对最小体积对应的纵向应变之后上述关系的3种模式的原因进行了解释.
- 王学滨王学滨张楠潘一山杜亚志
- 关键词：体积应变土样
- Z字形断层系统剪切应变陡降时空分布的数值模拟被引量：2
- 2014年
- 针对含Z字形断层的岩石标本,运用二次开发的FLAC-3D软件,研究了剪切应变陡降的时空分布,并对9种与剪切应变陡降和能量释放有关的量进行了统计。研究发现,断层拐折部位的破坏为中间断层的破坏创造了条件,中间断层的破坏造成了标本的整体失稳。区别于一些与能量释放有关的量,一些与剪切应变陡降有关的量在标本整体失稳稍前及失稳过程中处于高值,远高于此前及此后的背景值。
- 王学滨马冰吕家庆顾路
- 基于数字图像相关方法的单轴压缩黏土试样剪切带法向应变场观测被引量：1
- 2018年
- 剪切带内部变形观测对于正确认识材料的破坏机理具有重要意义.为了研究单轴压缩黏土试样剪切带法向各种应变场的分布及演变规律,在土样微裂纹刚出现时剪切带法向布置测线,对数字图像相关方法获得的结果进行双三次样条插值,获得光滑性较好的各种应变场.通过统计,获得剪切带法向最大剪切应变的均值和标准差的演变规律,以标准差开始快速增加的时刻作为剪切带萌生的条件.研究发现,（1）随着纵向应变的增加,剪切带中部的最大剪切应变快速、单调增加,而剪切带外部的最大剪切应变增速较慢,有时甚至会下降;（2）剪切带萌生对应于应力-纵向应变曲线的硬化阶段的初始阶段;（3）在剪切带出现不久,剪切带中部的水平和垂直方向线应变的值相差不大,随着剪切带的变形,水平线应变的增长速度高于垂直线应变的,水平线应变对最大剪切应变的贡献率逐渐大于垂直线应变的,而剪切应变对最大剪应变的影响不大.
- 王学滨王学滨张楠潘一山潘一山
- 关键词：剪切带线应变
- 单轴压缩湿砂样局部及整体体积应变的数字图像相关方法观测被引量：16
- 2014年
- 确定体积应变局部化区域对于涉及孔隙流体的地质灾害研究具有重要意义。体积应变局部化区域可能比最大剪切应变局部化区域更接近于孕灾地点。在单轴压缩位移控制加载条件下,测试了3个湿砂样(含水率为12.7%~17.1%)的应力–纵向应变曲线,在微裂纹出现之前及稍后,利用自主开发的基于粒子群优化的数字图像相关(DIC)方法计算了砂样的局部体积应变的变化规律。研究发现,在加载过程中,局部体积应变由均匀分布(近似线性阶段)向不均匀分布(硬化阶段)转变,直至出现局部体积应变局部化现象。在剪切带切向上,和最大剪切应变的相对均匀分布相比,局部体积应变的分布具有多峰性,这应与周期性的微裂纹出现有关。在微裂纹出现稍前,剪切带的变形是以膨胀为主,剪切带已较为显著,带内的最大剪切应变和局部体积应变分别比带外多2倍和4倍,但在此前,剪切带的膨胀和收缩现象共存。计算了所有测点所围区域的整体体积应变随纵向应变的演变规律。基于DIC方法的整体体积应变计算方法的优越性在于:具有亚像素精度,考虑了应变二阶量的影响。
- 王学滨杜亚志潘一山
- 关键词：剪切带体积应变数字图像相关方法地质灾害
- 两类雁列构造雁列区贯通过程中位移反向现象模拟
- 2014年
- 基于非均质应变软化模型,在拉张和挤压雁列构造雁列区贯通过程中,采用FLAC-3D模拟了一条断层内侧节点的水平位移的演变规律及标本全场内的水平、垂直位移反向区的分布规律。研究发现,两类雁列构造在雁列区贯通过程中都发生了位移反向现象,但位移反向区的面积与分布位置差别较大:拉张雁列构造的位移反向区面积大,且基本上都位于雁列区之外;挤压雁列构造位移反向区仅局限于雁列区及附近的断层上。
- 王学滨顾路马冰吕家庆
- 关键词：雁列构造地震前兆
