[1]郜家奇,迟世春.考虑堆石料颗粒形状的大三轴数值模型构造[J].水利与建筑工程学报,2020,(03):69-76.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2020.03.013]
点击复制

考虑堆石料颗粒形状的大三轴数值模型构造()
分享到:

《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2020年03期
页码:
69-76
栏目:
出版日期:
2020-06-30

文章信息/Info

作者:
郜家奇12迟世春12
1.大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;2.大连理工大学建设工程学部水利工程学院工程抗震研究所,辽宁大连116024
关键词:
颗粒形状傅里叶描述符大三轴数值模型落雨式分层过压建模法离散元数值模拟
分类号:
TV42+2
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2020.03.013
摘要:
离散元数值试验是研究堆石料力学特性的重要手段之一。堆石料颗粒形状不规则且粒径跨度大,很难形成既考虑颗粒形状,又满足实验室级配和孔隙率要求的离散元数值试样。在研究傅里叶描述符对颗粒延伸率、纵横比、扁平度等形状描述指标影响的基础上,构造了一系列不规则形状的细观堆石颗粒。结合离散元方法,采用Clump-ball混合的落雨式分层过压建模法构造了大三轴数值模型。结果表明,构造方法更接近实验室制样过程,数值模型满足室内试验级配和孔隙率要求,为研究颗粒形状对堆石料力学特性影响作铺垫。

参考文献/References:

[1] 刘 君,刘福海,孔宪京.考虑破碎的堆石料颗粒流数值模拟[J].岩土力学,2008,29(S1):107-112.
[2] 邵 磊,迟世春,贾宇峰.堆石料大三轴试验的细观模拟[J].岩土力学,2009,30(S1):239-243.
[3] 杨 贵,许建宝,刘昆林.粗粒料颗粒破碎数值模拟研究[J].岩土力学,2015,36(11):3301-3306.
[4] LimW L,McdowellGR.Discreteelementmodellingofrailwayballast[J].GranularMatter,2005,7(1):19-29.
[5] ChoG C,DoddsJ,SantamarinaJC.Particleshapeeffectsonpackingdensity,stiffness,andstrength:natu-ralandcrushedsands[J].JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering,2006,132(5):591-602.
[6] PotyondyDO,CundallPA.Abonded-particlemodelforrock[J].InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences,2004,41(8):1329-1364.
[7] 周海娟,马 刚,袁 葳,等.堆石颗粒压缩破碎强度的尺寸效应[J].岩土力学,2017,38(8):2425-2433.
[8] 严成增,郑 宏,孙冠华,等.粗粒料多边形表征及二维FEM/DEM分析[J].岩土力学,2015,36(S2):95-103.
[9] 李 杨,佘成学.堆石料单粒强度尺寸效应的颗粒流模拟方法研究[J].岩土力学,2018,39(8):2951-2959,2976.
[10] AzémaEmilien,RadjaiFarhang,PeyrouxRobert.Forcetransmissioninapackingofpentagonalparticles[J].PhysicalReview,Statistical,NonlinearandSoftMatterPhysic,2007,76(1):011301.
[11] 任树林,曾亚武,赵 凯,等.颗粒形状对断层摩擦强度影响的数值试验研究[J].水利与建筑工程学报,2019,17(3):42-47,71.
[12] 邵 磊,迟世春,张 勇,等.基于颗粒流的堆石料三轴剪切试验研究[J].岩土力学,2013,34(3):711-720.
[13] ChengYP,Nakatay,BoltonMD.Discreteelementsim-ulationofcrushablesoil[J].Geotechnique,2003,53(7):633-641.
[14] MollonG,ZhaoJD.Fourier-Voronoi-basedgenera-tionofrealisticsamplesfordiscretemodelingofgranularmaterials[J].GranularMatter,2012,14(5):621-638.
[15] 方 浩,张 巍,肖 瑞,等.砂土颗粒形状的傅里叶描述符自动生成[J].高校地质学报,2018,24(4):604-612.
[16] 金 磊,曾亚武,叶 阳,等.不规则颗粒及其集合体三维离散元建模方法的改进[J].岩土工程学报,2017,39(7):1273-1281.
[17] 史旦达,周 健,刘文白,等.循环荷载作用下砂土液化特性的非圆颗粒数值模拟[J].水利学报,2008,39(9):1074-1082.
[18] CiantiaMO,BoschiK,ShireT,etal.Numericaltech-niquesforfastgenerationoflargediscrete-elementmod-els[C]//ProceedingsoftheInstitutionofCivilEngi-neers,2018,171(EM4):148-161.
[19] JiangM J,KonradJM,LeroueilS.Anefficienttech-niqueforgeneratinghomogeneousspecimensforDEMstudies[J].ComputersandGeotechnics,2003,30(7):579-597.
[20] KatsukiS,IshikawaN,OhiraY,etal.Shearstrengthofrodmaterial[J].JournalofCivilEngineering,1989,410(8):1-12.
[21] CundallPA,StrackODL.Adiscretenumericalmodelforgranularassemblies[J].Géotechnique,1979,29(1):47-65.
[22] RothenburgL,BathurstRJ.Micromechanicalfeaturesofgranularassemblieswithplanarellipticalparticles[J].Géotechnique,1992,42(1):79-95.
[23] 仝 帆,唐新军.新疆某工程粗粒料颗粒破碎大型三轴试验数值模拟[J].水利与建筑工程学报,2018,16(4):105-109.
[24] 石 崇,沈俊良.岩土颗粒三维形状表征参数对比分析[J].沈阳工业大学学报,2017,39(4):469-474.
[25] NouraOuhbi,CharlesVoivret.3Dparticleshapemodel-lingandoptimizationthroughproperorthogonaldecom-position[J].GranularMatter,2017,19(4):86.
[26] 邹德高,田继荣,刘京茂,等.堆石料三维形状量化及其对颗粒破碎的影响[J].岩土力学,2018,39(10):3525-3530.
[27] 邢小军,曾接贤.改进的数字图像轮廓曲线傅里叶描述算法[J].计算机仿真,2011,28(11):222-226.
[28] ChoN,MartinCD,SegoDC.Aclumpedparticlemodelforrock[J].InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences,2007,44(7):997-1010.
[29] SalotC,GottelandP,VillardP.Influenceofrelativedensityongranularmaterialsbehavior:DEMsimulationsoftriaxialtests[J].GranularMatter,2009,11(4):221-236.
[30] 孔 亮,彭 仁.颗粒形状对类砂土力学性质影响的颗粒流模拟[J].岩石力学与工程学报,2011,30(10):2112-2119.
[31] 史旦达,周 健,刘文白,等.砂土单调剪切特性的非圆颗粒模拟[J].岩土工程学报,2008,30(9):1361-1366.
[32] HartlJ,JinYO.Numericalinvestigationofparticleshapeandparticlefrictiononlimitingbulkfrictionindi-rectsheartestsandcomparisonwithexperiments[J].PowderTechnology,2011,212(1):231-239.
[33] 姚世恩.复杂应力路径下粗粒土在湿化作用下的颗粒破碎研究[D].大连:大连理工大学,2018

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2020-01-21     修稿日期:2020-02-29
基金项目:国家重点研发计划(2016YFB0201001)
作者简介:郜家奇(1995—),男,河南兰考人,硕士研究生,研究方向为堆石料大三轴数值模拟。E-mail:13253675563@163.com
通讯作者:迟世春(1964—),男,山东高密人,教授,博士生导师,主要从事土石坝工程研究工作。E-mail:schchi@dlut.edu.Cn
更新日期/Last Update: 2020-06-30