国家自然科学基金(51109083)
- 作品数：10 被引量：88H指数：7
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- 相关机构：华南理工大学清华大学仲恺农业工程学院更多>>
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- 结构性花岗岩残积土的剪切屈服特性试验研究被引量：29
- 2015年
- 为研究结构性花岗岩残积土的剪切屈服特性,对未扰动和重塑花岗岩残积土及作比较的掺水泥的重塑土进行了一系列不同围压下的三轴排水对比试验。结果表明,未扰动花岗岩残积土与掺水泥重塑土在剪切过程中的屈服点可以从归一化的剪切切向刚度tanE p′与轴向应变aε在双对数坐标下的关系曲线中确定;固结压力0P′对未扰动残积土与掺水泥重塑土的屈服特性都有显著影响,0P′越大,等向固结作用对土体结构的破坏越严重,剪切开始阶段的初始归一化刚度会相应地越小,屈服时的轴向应变也越小;当固结压力达到足够大时,土体结构被等向固结作用完全破坏,剪切过程中没有结构性屈服现象发生,tan aE p′-ε曲线与重塑土的tan aE p′-ε曲线重合;重塑土在不同固结压力下的tan aE p′-ε曲线重叠,不随固结压力而变化,剪切过程中没有结构性屈服现象发生。
- 周小文刘攀胡黎明何勇彬赵仕威
- 关键词：花岗岩残积土屈服应力结构性土力学试验
- 基于细观损伤力学模型的混凝土坝抗震分析被引量：7
- 2013年
- 作为一种多相非均质材料,混凝土被广泛应用在大坝工程中。本文基于细观层次,假定混凝土材料力学性质符合Weibull概率统计分布以考虑混凝土材料的非均质特性,基于连续介质损伤力学框架建立描述混凝土材料变形力学行为的细观损伤力学模型。以Koyna重力坝为例进行数值仿真研究,分析混凝土力学参数的随机分布、均质度及断裂能等因素变化对大坝受地震作用破损响应的影响。计算结果表明,基于本文的模型能够模拟大坝在地震中开裂破坏响应,分析结果与Koyna坝震害调查结果基本一致。此外,混凝土的均质度、断裂能对大坝开裂影响较大,而力学性质的空间随机分布对其影响较小。
- 唐欣薇周元德张楚汉
- 关键词：水工结构抗震分析细观力学混凝土坝非均质性
- 考虑固结路径影响的花岗岩残积土不排水剪切试验研究被引量：2
- 2016年
- 针对常规的等向固结剪切试验不能反映实际工程中复杂应力路径对土体力学特性的影响,采用GDS应力路径三轴仪,对华南地区广泛分布的花岗岩残积土进行了不同固结条件下的不排水剪切试验,探讨不同初始平均有效主应力p'c与初始应力比ηc对其不排水特性的影响。结果表明:在初始应力比相同的情况下,初始平均有效主应力越大,花岗岩残积土的不排水剪切强度越大,破坏时的孔压也越大;在初始平均有效主应力相同的情况下,初始应力比越大,花岗岩残积土的不排水剪切强度越大,而破坏时的孔压越小。然而,e-p'-q三维空间中的临界状态线是唯一的,不受初始平均有效主应力和初始应力比影响。
- 刘攀周小文何勇彬赵仕威
- 关键词：花岗岩残积土三轴试验应力路径
- 基于细观颗粒离散元的花岗岩劈拉破损行为研究被引量：7
- 2014年
- 由于试件制备简单、试验便于操作,巴西劈裂试验被广泛用于测量岩石的抗拉强度,但试验结果易受细观结构、平台中心角、端部摩擦等因素影响.针对上述问题,本文对花岗岩进行矿物成分鉴定,采用数字图像技术表征试件的真实结构,建立了颗粒离散元的岩石细观力学模型,利用该模型对花岗岩的劈拉试验进行了数值仿真,并通过开展相应的试验论证了模型的可靠性.同时,基于数值模型研究了平台中心角以及加载端部边界效应对花岗岩劈拉破坏的影响.研究表明,随着平台中心角的增大,花岗岩试件中心的拉应力降低,压、拉应力比增大,中心角取20°-30°为宜;此外,端部摩擦效应随着平台中心角的增大而增大,当中心角小于30°时,端部摩擦影响较小,可忽略不计.
- 康政唐欣薇周小文
- 关键词：数字图像处理端部效应
- 基于改进Weibull分布模型的岩石单轴压缩变形破裂规律研究被引量：12
- 2014年
- 岩石的单轴压缩响应受岩石微细观结构、边界条件、试件形状等影响,呈现出测量强度和变形特性的离散性。针对上述问题,基于连续介质力学的方法,采用非线性损伤本构关系模拟岩石材料的力学响应,在常规Weibull随机分布模型基础上,引入空间相关尺度因子,建立考虑岩石空间相关特性的细观力学模型。采用改进的Weibull分布模型,对不同形状的非均质岩石试件进行单轴压缩数值试验,研究不同加载边界对岩石破损行为的影响,结果表明:端部摩擦、试件形状会影响岩石受压的变形特征及破裂形态,即使试件端部存在较小的摩擦,形状效应仍然存在。为减小单轴压缩试验结果的离散性,需尽量减小端部效应,同时,增加试件的高宽比。
- 唐欣薇周元德
- 关键词：岩石力学单轴压缩端部效应
- 岩石单轴压缩端部效应的数值仿真分析被引量：13
- 2013年
- 为了研究端部摩擦对岩石强度的影响,基于连续介质力学的方法,采用非线性损伤本构关系,描述岩石材料的力学行为。在此基础上,引入岩石力学性能的Weibull随机概率分布,以表征岩石力学参数的非均质特性与损伤局部化现象,建立了岩石细观力学模型,并对一系列不同摩擦系数下的岩石试件单轴压缩试件进行了数值试验。计算结果表明,在岩石单轴压缩试验中存在着端部效应,端部效应对岩石试件(特别是长度较小)的单轴压缩强度、应力-应变曲线及破裂形态影响显著。因此,为获取真实的岩石力学特性,需有效地控制实验室试验条件,降低端部效应对测量结果的影响。
- 麦戈唐照平唐欣薇
- 关键词：端部效应单轴抗压强度细观力学非均匀性
- 华南风化花岗岩劈拉断裂行为的试验与细观模拟研究被引量：3
- 2017年
- 为研究不同风化程度花岗岩在劈拉受载下的破损行为,该文对广东从化地区新鲜、微风化、中风化三种风化程度的花岗岩进行微观特征测量及巴西圆盘试验研究。分别基于考虑空间相关特征的随机模型和数字图像技术两种方法实现对岩样细观结构的表征,结合细观参数反演技术,建立反映岩石细观非均质组构特性的颗粒离散元模型,对花岗岩劈拉试验进行数值仿真试验研究。结果表明,随着风化级别的提高,花岗岩中粘结力较强的长石等矿物向粘土矿物转化,结晶强度降低,微孔隙等软弱结构增多,岩石宏观力学性能不断劣化,劈拉破坏由单一裂纹主导转为多条分叉状裂纹,岩样脆性也逐渐减弱。基于两种方法建立的细观随机力学模型仿真结果均表明岩样的劈拉强度随风化级别的提高逐渐降低,与试验结果变化趋势相符,分析得到不同风化花岗岩的劈拉破裂响应特征与试验结果一致,且从细观层面对花岗岩样受劈拉作用的渐进破裂响应提供了深入认识。
- 唐欣薇黄文敏周元德康政
- 关键词：风化花岗岩颗粒离散元非均质性
- 基于细观离散元的混凝土端部效应分析被引量：14
- 2013年
- 为了研究端部效应对不同形状的混凝土试件强度的影响,采用三维颗粒离散元程序(PFC3d)对混凝土标准立方体与标准圆柱体试件在不同端部摩擦条件下的单轴压缩试验进行数值仿真.在细观层次假定混凝土材料力学性质符合Weibull概率统计分布来考虑混凝土材料的非均质特性,根据材料宏观力学参数反演计算出模型细观力学参数,进行数值仿真计算.模拟结果表明,端部摩擦对不同形状的混凝土试件的抗压强度、变形特征及破坏模式有较大影响;试件的形状效应随着加载板与试件间摩擦系数的增加而增强;当不采用减摩措施(f=0.6)时,测得两种试件强度的折算系数为0.795.仿真结果与规范的规定相符,证明了本文方法的可行性和有效性.
- 康政唐欣薇秦川周小文
- 关键词：混凝土抗压强度数值仿真
- 一类求解堆石混凝土结构温度场分布的解析法被引量：2
- 2013年
- 堆石混凝土作为一种新型材料已应用于水利、港口、采矿等诸多工程结构,目前,对于这种材料的应用仍处于发展阶段。为深入研究堆石混凝土的热力学特性,根据堆石混凝土结构的特性,建立等效的计算模型,确定堆石混凝土温度场的数理方程,并获得材料温度场分布的解析解。以一个堆石混凝土结构为例,借助Matlab的编程工具,分析了温度变化特性。计算实例表明,该解析法可用于研究堆石混凝土材料温度场的分布规律,为研究堆石混凝土材料的温度场变化奠定了理论基础。
- 麦戈唐欣薇唐照平
- 关键词：堆石混凝土温度场解析解
- 考虑空间相关尺度特征的细观力学模型及其应用被引量：7
- 2012年
- 天然岩石材料内部存在各种缺陷,在微、细观尺度表现出高度的非均质特性。基于连续介质力学框架,采用非线性标量损伤本构关系描述岩石材料的变形与破坏行为,建立了岩石细观损伤本构模型,并在常规Weibull随机分布模型基础上,引入空间相关尺度因子以模拟实际岩石材料各项物理力学指标具有的空间相关特征。选取典型岩石单轴拉伸试验算例,分析随机场内空间相关尺度因子的变化对试样荷载-加口张开度关系曲线以及破坏行为的影响。结果表明,考虑岩石材料各项物理力学指标的空间相关尺度特征对评价其力学指标的离散性以及破坏形态特征有着较显著的影响。
- 唐欣薇周元德张楚汉
- 关键词：岩石非均质细观力学WEIBULL分布
