国家自然科学基金(51179137)
- 作品数：6 被引量：45H指数：3
- 相关作者：姜清辉周创兵李翠华姚池熊峰更多>>
- 相关机构：武汉大学湖北水利水电职业技术学院中铁第四勘察设计院集团有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程更多>>
- 强度折减有限元法中的单元阶次影响分析被引量：5
- 2013年
- 强度折减有限元法是当前较为有效的边坡稳定性评价方法,且应用越来越广泛。但影响强度折减有限元法的因素有很多,单元阶次是其中比较重要的一个。通过3个经典算例,这些算例分别是二维地基承载力问题、二维边坡和三维边坡问题,分析了单元阶次的选择对强度折减法的影响。计算结果表明:随着单元的增多,线性单元和二次单元都从大于真实解的一侧来逼近真解;相对于二次单元,由于线性单元过"刚",因此,会过高地估计安全系数,对于实际工程会偏于危险,且误差大,二次单元的误差是线性单元误差的1/8左右。在采用系统最大位移收敛与否的评判标准的基础上,利用二次单元来进行强度折减分析,则可以弥补这种线性单元的不足,得到更加合理的安全系数。二次单元比线性单元更适合于强度折减有限元法。
- 李翠华姜清辉周创兵
- 关键词：稳定性强度折减法有限元
- 多节理岩体裂纹扩展及变形破坏试验研究被引量：14
- 2016年
- 为了研究不同倾角下多节理岩体力学行为,采用10 MN微机控制电液伺服大型多功能动静力三轴仪,开展包含较多预制非贯通节理类岩石试件的单轴压缩试验,研究了多节理岩体裂纹的特征、贯通模式、破坏模式、应力-应变特征等与节理倾角之间的关系。试验结果表明,(1)多节理岩体的裂纹类型主要有翼裂纹和次生共面裂纹,翼裂纹的扩展路径与单个节理情况下的扩展路径差异较大,翼裂纹起裂后沿起裂方向存在较长的扩展长度,直接与相邻节理或翼裂纹形成贯通,并且裂纹的贯通表现出四种不同的模式;(2)多节理岩体的破坏模式归纳为3种类型:平面破坏、块体转动式破坏和台阶式破坏;(3)根据多节理岩体的应力-应变曲线在应变软化阶段所表现出的不同非线性变形行为特征,可以将曲线归纳为4种类型;(4)多节理岩体的强度和变形各向异性特征非常显著,强度和弹性模量均在节理倾角30°时最小,90°时最大。
- 刘刚姜清辉熊峰张小波
- 关键词：贯通破坏模式
- 一种模拟岩石破裂的细观数值计算模型被引量：19
- 2013年
- 建立随机均布Voronoi图的生成算法,以这种网格划分方式作为刚块弹簧元法(RBSM)的基本计算网格。同时,将刚体弹簧方法的界面中点接触模型改为整个界面的均布接触模型,结合界面抗拉强度和莫尔–库仑准则,给出一个能同时考虑模式Ⅰ和Ⅱ的断裂破坏的界面破坏模型。大量数值试验表明,以随机Voronoi图为基本计算网格,块体平均尺寸和排列方式对宏、细观弹性参数之间的关系影响很小,从而克服了颗粒离散元法的网格依赖性和宏、细观参数繁琐的标定程序。将该数值模型计算结果与Vienne岩石试验结果对比,数值模拟结果与试验结果在变形和强度都吻合较好,且随着围压的增大,应力–应变曲线的峰后下降趋势逐渐放缓,在围压为40 MPa时接近水平,表现出明显的由脆性向延性过渡的趋势。
- 姚池姜清辉邵建富周创兵
- 关键词：岩石力学岩石破裂VORONOI图
- 数值流形方法的阻尼、收敛准则以及开挖模拟被引量：2
- 2012年
- 数值流形方法采用动态松弛法求解准静力学问题,能量耗散机制不清楚。通过引入黏性和自适应两种阻尼吸收系统产生的动能,基于最小势能原理建立了考虑阻尼力影响的总体平衡方程。提出了模拟岩体分期开挖的数值流形方法,将开挖面视为特殊的不连续面,根据开挖时序设置开挖面上接触点的状态,以达到模拟分步开挖的目的,给出了相应的迭代计算格式,并定义了位移和加速度收敛准则用以判断计算过程中系统是否达到新的平衡状态。数值算例结果表明,改进后的数值流形方法具有良好的收敛性能,其计算结果与解析解以及离散元是吻合的。
- 位伟姜清辉周创兵
- 关键词：数值流形方法阻尼开挖模拟
- 断续节理扩展机制的离散元分析被引量：2
- 2013年
- 采用离散元数值法研究断续节理扩展贯通机制对工程岩体的稳定性具有重要意义,为此引入应力强度因子,基于裂纹Ⅱ型断裂判据,提出了考虑岩桥渐进破坏特征的粘聚力弱化函数,将粘聚力弱化函数用FISH编程语言内嵌至UDEC中,并在变形块体内预设潜在节理面表征岩桥的破坏路径,按Mohr-Coulomb屈服准则进行节理扩展分析,实现了断续节理在不同压应力状态下的直剪试验模拟,且真实反映了断续节理中节理面开裂、贯通、扩展的全动态过程,数值仿真结果与已有的试验结果吻合较好,从而验证了该方法的正确有效性。
- 傅萌萌杨芮陈海霞潘少华
- 关键词：断续节理离散单元法应力强度因子MOHR-COULOMB准则
- Mohr-Coulomb准则角点问题的主应力空间互补算法被引量：3
- 2014年
- Mohr-Coulomb准则由于角点问题的存在导致其在数值计算时收敛困难,首先阐述了其角点问题的实质是主应力随罗德角的变化而不光滑导致的,然后给出了主应力空间法的理论基础,最后基于Koiter法则在主应力空间将Mohr-Coulomb准则的多屈服面表达为其等价的互补模型,并进一步用Fischer-Burmeister互补函数进行描述,从而使得牛顿算法可以顺利地进行求解。所提出的算法解决了Mohr-Coulomb准则中的角点问题,避免了常规方法的试算过程,提高了Mohr-Coulomb准则的精度。算例验证了该方法的有效性和可靠性。
- 李翠华姜清辉周创兵
- 关键词：MOHR-COULOMB准则
