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深海能源土剪切带形成机理离散元分析被引量：10: 2014年; 天然气水合物的分解开采过程将会劣化深海能源土的力学性能,从而引发一系列岩土工程问题。因此,要实现天然气水合物的安全开采,需要对能源土的强度和变形特性开展研究。结合深海能源土微观胶结模型,通过平面应变双轴试验的离散元模拟,研究了深海能源土剪切带形成机理以及剪切带内外的宏微观变量特征。结果表明:水合物胶结提升了深海能源土的强度,且使其呈现出明显的应变软化特性;剪切带在峰值应力后开始产生,伴随着胶结的大量破坏以及各宏微观变量的局部化;剪切带内外各宏微观变量差异明显,随着轴向应变的增加,土体微观结构也随之发生变化。; 蒋明镜彭镝申志福张望城朱方园; 关键词：天然气水合物剪切带应变局部化离散单元法

砂埋管道上浮地基破坏机理的离散元模拟: 2015年; 本文采用离散单元法(DEM)建立的砂土中管道上浮模型来研究管道上浮时地基的破坏机理。首先考察不同密实度砂土在不同围压下的宏观力学特性,然后通过土体局部变形和颗粒位移场等微观变量分析不同密实度和不同埋深比对管道上浮地基破坏模式和上浮抗力的影响。结果表明:伴随土体变形,上覆土体的渐进破坏主要分布在上覆土体区域和管道周围;松砂中,与应力-应变关系类似,上浮抗力随着上浮位移的增长呈硬化性增长,管道周围土体回填进管道下部形成的空隙中,呈现局部流动破坏模式;密砂中,上浮抗力随着上浮位移的增加先上升后下降,规律与应变软化一致,管道上方先剪切形成倒梯形的上覆土楔,然后管道周围土体回填下部空隙形成流动,呈现先整体剪切破坏后局部流动的破坏模式;随着埋深的增加,上浮抗力增加,密砂中以先整体剪切破坏为主,同时局部流动破坏有明显的趋势。; 蒋明镜廖兆文张望城王华宁; 关键词：密实度离散单元法

结构性砂土海床管道上浮破坏的离散元模拟被引量：1: 2012年; 借助离散单元法（DEM）建立海底管道上浮模型，模拟分析了不同胶结强度下胶结试样的力学特性；通过微观力学响应（局部变形、胶结点破坏分布和位移场）对海底管道上浮破坏机制进行分析；对比分析了海床砂土胶结强度对管道上浮土体破坏的影响（上浮抗力和地表隆起量）。结果表明：伴随土体变形和胶结破坏，上覆土体的渐进破坏主要集中在上覆土体区域内；土表隆起量随着管道上浮位移的增长而增长；胶结强度较高时，管道周围土体无回填行为，上覆土体有拉裂带形成，仅管道附近土体产生胶结破坏，峰值上浮抗力随海床砂土胶结强度的增加有显著提高。; 闫超蒋明镜张望城孙德安

胶结砂土剪切带形成的离散元模拟: 胶结砂土破坏往往伴随剪切带的形成，但其微观机理及发展规律仍没有明确的认识.本文采用离散元数值模拟研究了胶结砂土双轴压缩试验下的宏微观力学特性，并着重讨论了剪切带的形成及发展过程.首先，根据理想胶结铝棒接触力学特性的实测结...; 蒋明镜张望城孙渝刚; 关键词：剪切带离散元; 文献传递

一种考虑流体状态方程的土体CFD-DEM耦合数值方法被引量：35: 2014年; 在离散元(DEM)商业软件PFC2D的基础上,通过将描述流体体变–压力非线性关系的Tait状态方程(EOS)引入计算流体动力学(CFD),建立模拟弱可压缩流体的CFD-DEM耦合计算模块。首先,推导CFD-DEM的控制方程:包括流体–颗粒相互作用力方程、流体运动方程、Tait状态方程和颗粒运动方程。接着,通过PFC2D自定义FISH语言和C++语言将离散化的CFD-DEM控制方程嵌入商业软件PFC2D中。最后,通过单颗粒水下自由沉降运动和一维单面排水固结试验的模拟验证该耦合模块的可行性。模拟结果表明单颗粒自由沉降速度和Stokes理论解接近,一维单面排水固结试验中孔压消散和固结度随着无因次时间因数Tv的变化均与太沙基固结理论符合较好。从而使得用离散元法全耦合分析土体不排水条件下的力学特性成为可能。; 蒋明镜张望城

理想胶结砂土力学特性及剪切带形成的离散元分析被引量：20: 2012年; 根据近期胶结铝棒接触力学特性的实测结果,提炼出用于模拟胶结砂土粒间胶结作用的胶结接触模型,并将该模型引入二维离散元商业软件PFC2D。通过对不同胶结强度和不同围压下胶结砂土的平面应变双轴压缩试验的离散元模拟,分析了理想胶结砂土的宏观力学特性及其剪切带的形成规律。结果表明:相比同一孔隙比的无胶结试样,胶结试样具有更高的峰值强度、显著的应变软化和剪胀现象以及明显的剪切带,宏观力学特性与其胶结接触微观力学机理密切相关,模拟结果与已有室内试验结果具有规律上的一致性;由胶结试样内部的微观信息统计可知,胶结试样剪切带的形成一般在其峰值强度之后,且剪切带的形成是试样变形、胶结破坏、孔隙比、平均纯转动率和位移场等微观参量局部化的综合表现。; 蒋明镜张望城孙渝刚张伏光; 关键词：剪切带离散单元法

不同胶结砂土力学特性及胶结破坏的离散元模拟被引量：14: 2012年; 采用离散元法研究不同胶结砂土的宏观力学特性以及微观胶结破坏,其中一种胶结砂土胶结特性由离散元商业软件PFC2D中的胶结接触模型(Contact bond model)进行控制,另一种则采用蒋明镜等提出的无厚度改进胶结接触模型(改进的蒋氏模型)控制。首先,将改进的蒋氏模型引入PFC2D;其次,使用PFC2D对不同胶结强度和不同围压下的上述两种胶结砂土进行双轴压缩试验模拟,对比分析了两种不同胶结砂土的模拟结果。结果表明:蒋氏试样(胶结特性由改进的蒋氏模型控制)应变软化和体积剪胀显著,峰值内摩擦角基本随胶结强度增大而增大;而PFC试样(胶结特性由Contact bond model控制)在高胶结强度时应变软化和体积剪胀性比较显著,低胶结强度时表现为应变硬化和体积剪缩,峰值内摩擦角随胶结强度增加而减小。离散元模拟结果在一定程度上与已有室内实测结果相符,蒋氏试样更能反映胶结砂土的主要力学特性。由胶结破坏微观信息统计可知,蒋氏试样中胶结点受拉破坏率远大于受剪破坏率,而PFC试样中两者相当,且蒋氏试样中的总胶结点破坏速率峰值要大于PFC试样。通过对改进的蒋氏模型参数分析可知,低围压条件下,试样宏观力学特性与胶结破坏形式对切向胶结强度与法向胶结强度的比值较为敏感。; 蒋明镜张伏光孙渝刚张望城; 关键词：离散元

密实散粒体剪切破坏能量演化的离散元模拟被引量：9: 2013年; 砂土等散粒体在剪切过程中的能量存储及耗散是其宏观力学响应的深层原因,但因量测难度较大而研究较少。将考虑抗转动的接触模型引入离散元软件PFC2D,基于热力学第一定律建立各种能量量测方法,并在平面应变双轴压缩试验中采用该方法统计密实散粒体在剪切过程中的能量演化规律。采取了4种耗散类型,即滑动-滚动(S-R)、滑动-非滚动(S-NR)、非滑动-滚动(NS-R)和非滑动-非滚动(NS-NR)。结果表明:密实散粒体加载时能量耗散以滑动摩擦为主;且小应变加载阶段,外力功主要转化为弹性应变能,但同时也存在均布于试样的耗散能;随着应变的增加,外力功的转化形式逐渐过渡为以耗散能为主,且集中分布在带状区域内;各个加载阶段的摩擦耗散均存在各向异性。; 蒋明镜张望城王剑锋; 关键词：散粒体能量耗散离散元法

不同位移模式下倾斜挡墙土压力的离散元分析: 挡墙的位移模式和位移量是影响墙后土压力的两个主要因素.位移模式不同,土压力分布和总土压力的变化不同;位移量不同,土压力分布和总土压力也不同.采用离散元分析软件PFC2D模拟了墙后填土为砂土的倾斜刚性挡墙在不同位移模式下主...; 张望城蒋明镜刘芳周雅萍肖俞; 关键词：土压力位移模式滑裂面土拱效应离散元; 文献传递

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张望城

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