收藏本站
《同济大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

土体破坏细观机理及颗粒流数值模拟

曾远  
【摘要】:在土木工程中,土坡稳定分析是个十分重要的问题。其领域涉及公路、铁路、码头、水利工程、采矿、废渣堆场等设施的建设。由于实际土坡的受力特征和地质条件较为复杂,土坡的破坏过程和影响因素复杂多变,目前对土坡分析还不能用理论方法完全地计算其稳定性,大多数计算方法都是建立在一定的假设基础上提出和发展的,任何一种方法都是对复杂边坡工程性态的近似表征,其分析结果的可靠性取决于计算方法假设与实际情况的接近程度。 交通委员会把土坡破坏分为:倒塌、倾覆、滑动、扩展和流动五种基本类型。计算机模拟是一种重要的分析方法和手段,利用计算机模拟,可以对边坡的稳定情况作出较为准确的判断,并节省大量的人力和物力,但目前计算机模拟大多数只对边坡的滑动破坏分析的较多,而对其它几种破坏形式和机理研究相对较少。更为重要的是,边坡体作为一种复杂的地质体属于非连续介质,边坡体的不同部位其力学性质、应力状态、位移的规律等是不同的。用基于离散元理论的颗粒流(PFC~(2D))对边坡进行仿真模拟,无需假定材料的本构关系,无需假定滑裂面,直接从细观上定义颗粒之间的接触关系,其计算过程是边坡内部材料自身求得稳定状态的自然调整过程,不要求位移连续,变形协调,通过可视化直接描述边坡的倾倒、滑移、裂缝的开展过程,以及滑裂面的几何形状和位置。 土体的剪切破坏,土坡的滑动破坏均可视为局部化剪切带形成的现象,剪切带问题对研究地基承载力、边坡、挡土墙、打桩以及开挖等工程均有着重要的理论和实践意义。分析土体破坏机制要从其根本入手,即研究剪切带形成发展机制入手。本文通过引入颗粒流理论和开发颗粒流数值模拟技术,克服传统的连续介质力学模型的宏观连续性假设,对土体的应力应变关系和剪切带形成机理进行细观数值模拟,分析细观参数对宏观力学特性的影响,将土体的细观结构与宏观力学反应联系起来,建立材料细观与宏观参数的定量关系。并从细观上揭示了土体中剪切带形成的机制,使对土体工程力学特性和剪切带形成与发展等渐进破坏过程有更深入的了解和发现。 本文还采用数字摄影技术和数字图像变形量测无标点法,对土坡室内模型试验中土体的变形及破坏进行了量测,从细观上解释了土坡破坏过程中剪切带
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU43

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吴剑;滑带剪切过程的离散元模拟研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
2 彭述权;砂土挡墙破坏机理宏细观研究[D];同济大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李伟;粘性土基本力学特性微结构机理研究[D];同济大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 殷坤龙,姜清辉,汪洋;滑坡运动过程仿真分析[J];地球科学-中国地质大学学报;2002年05期
2 安关峰,殷坤龙,唐辉明;黄土坡滑坡的离散元研究[J];地球科学-中国地质大学学报;2002年04期
3 栾茂田,武亚军,年廷凯;强度折减有限元法中边坡失稳的塑性区判据及其应用[J];防灾减灾工程学报;2003年03期
4 金仁祥,晏鄂川,刘汉超;麻柳嘴滑坡成因机制离散元数值模拟[J];地质灾害与环境保护;2000年01期
5 郑颖人,赵尚毅,张鲁渝;用有限元强度折减法进行边坡稳定分析[J];中国工程科学;2002年10期
6 毛彦龙,胡广韬,毛新虎,石耀武;地震滑坡启程剧动的机理研究及离散元模拟[J];工程地质学报;2001年01期
7 周健,池永;土的工程力学性质的颗粒流模拟[J];固体力学学报;2004年04期
8 芮嘉白,金观昌,徐秉业;一种新的数字散斑相关方法及其应用[J];力学学报;1994年05期
9 高建新, 周辛庚;数字散斑相关方法的原理与应用[J];力学学报;1995年06期
10 潘一山,杨小彬,马少鹏,徐秉业;岩土材料变形局部化的实验研究[J];煤炭学报;2002年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑颖人;唐晓松;;库水作用下的边(滑)坡稳定性分析[J];岩土工程学报;2007年08期
2 王成华,夏绪勇;边坡稳定分析中的临界滑动面搜索方法述评[J];四川建筑科学研究;2002年03期
3 周资斌,章青,吴锋;弹塑性有限元和刚体极限平衡法混合分析土坡稳定[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年03期
4 赵尚毅,郑颖人,唐树名;路堑边坡施工顺序对边坡稳定性影响数值模拟分析[J];地下空间;2003年04期
5 贾东远,阴可,李艳华;岩石边坡稳定性分析方法[J];地下空间;2004年02期
6 李健;邓觐宇;袁臻;黄晓燕;李永斌;王玉标;;地下溶洞路床路堑失稳——强度折减反分析[J];地下空间与工程学报;2005年06期
7 刘元雪;蒋树屏;赵尚毅;;浅埋黄土连拱隧道施工方案优化研究[J];地下空间与工程学报;2005年06期
8 李新星;朱合华;蔡永昌;丁文其;;连拱隧道施工方法对边坡稳定性的影响分析[J];地下空间与工程学报;2007年03期
9 王丽宇,鹿振友,赵东,王淑娟;白桦材LT型裂纹的演化与增长行为的研究[J];北京林业大学学报;2002年02期
10 周建伟,王振林,郭勇;DSCM变形测定新技术在柔性包装力学性能测定中的应用[J];包装工程;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王亮清;唐辉明;胡新丽;杨裕云;;剩余下滑力曲线在滑坡治理设计中的应用[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年
2 刘文白;邵玉娴;王梦喻;;海洋工程桩-桶基础的上拔位移分析与计算[A];第十三届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集[C];2007年
3 任青文;许传华;;基于位移突变的岩体稳定数值模拟分析[A];2004年水工专委会学术交流会议学术论文集[C];2004年
4 沈珠江;王建华;杨洪杰;傅德明;;边坡稳定的三维下限分析[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
5 杨洪杰;沈珠江;马桂云;刘计山;;极限分析原理及其在土工问题中的应用[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
6 张永兴;王桂林;;高层建筑岩石洞室地基稳定性分析方法与应用 第16届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2007年
7 蒋明镜;沈珠江;;土体应变局部化(剪切带)的研究现状[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年
8 栾茂田;年廷凯;赵少飞;;土工建筑物与边坡研究进展综述[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(上册)[C];2003年
9 陈祖煜;张东升;;“西电东送”中的岩土力学和工程问题[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(上册)[C];2003年
10 张丙印;于玉贞;张建民;;高土石坝的若干关键技术问题[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(上册)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田荣;连续与非连续变形分析的有限覆盖无单元方法及其应用研究[D];大连理工大学;2000年
2 刘君;三维非连续变形分析与有限元耦合算法研究[D];大连理工大学;2001年
3 李仁平;软土地基中被动桩与土体的相互作用及其工程应用[D];浙江大学;2001年
4 黄春娥;考虑渗流作用的基坑稳定分析[D];浙江大学;2001年
5 徐洪钟;大坝动力系统的安全监控非线性分析模型研究[D];河海大学;2001年
6 陈志坚;层状岩质边坡工程安全监控建模理论及关键技术研究[D];河海大学;2001年
7 陈昌富;仿生算法及其在边坡和基坑工程中的应用[D];湖南大学;2001年
8 胡斌;深切峡谷区大型地下洞室群围岩稳定性的动态数值仿真研究[D];成都理工大学;2002年
9 郑书彦;滑坡侵蚀及其动力学机制与定量评价研究[D];西北农林科技大学;2002年
10 郑崇坤;高边坡的设计与施工[D];四川大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王军;高陡岩土边坡有限元分析及综合治理[D];中南大学;2005年
2 刘敦平;软土运动作用下被动桩的桩—土水平相互作用研究[D];湖南大学;2005年
3 徐辉;基于模糊集理论的边坡稳定模糊随机可靠度分析[D];浙江大学;2006年
4 魏鉴栋;粉砂粉土中深基坑水土压力及围护结构受力性状研究[D];浙江大学;2006年
5 初振环;深基坑带撑双排桩支护结构性状分析[D];浙江大学;2006年
6 吴志敏;土钉支护结构的空间效应研究[D];浙江大学;2006年
7 梁万金;不同屈服准则条件下地下洞室群围岩稳定分析研究[D];河海大学;2006年
8 古浩;边坡稳定及抗滑桩加固研究[D];河海大学;2006年
9 吴茂明;边坡失稳灾害的模糊综合评估技术及其应用[D];福州大学;2006年
10 李英杰;岩石分区碎裂化的机理及实验研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 安关峰,殷坤龙,唐辉明;黄土坡滑坡的离散元研究[J];地球科学-中国地质大学学报;2002年04期
2 殷坤龙,姜清辉,汪洋;滑坡运动过程仿真分析[J];地球科学-中国地质大学学报;2002年05期
3 蒋鹏,杨淑碧;成都地区卵石土流变特性及长期强度研究[J];地质灾害与环境保护;1998年01期
4 陈希哲;粗粒土的强度与咬合力的试验研究[J];工程力学;1994年04期
5 蔡新,成峰,杨建贵,徐瑞祥;土石坝流变非线性分析[J];河海大学学报(自然科学版);1999年06期
6 何满潮,胡江春,熊伟,刘成禹;岩石抗拉强度特性的劈裂试验分析[J];矿业研究与开发;2005年02期
7 黄达海,宋玉普;混凝土起裂韧度与断裂韧度的关系[J];水力发电学报;2000年01期
8 赵魁芝,李国英,沈珠江;天生桥混凝土面板堆石坝原型观测资料反馈分析[J];水利水运工程学报;2000年04期
9 沈珠江;土石料的流变模型及其应用[J];水利水运科学研究;1994年04期
10 郭兴文,王德信,蔡新,董利川;混凝土面板堆石坝流变分析[J];水利学报;1999年11期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 沈珠江;;关于黄土力学的研究途径[A];中加非饱和土学术研讨会论文集[C];1994年
2 王林;于亚伦;;三轴SHPB装置的研究[A];第二届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1990年
3 吴德伦;叶晓明;张平;;围压SHPB试验理论与应用[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年
4 于亚伦;蒋德全;;高应变率作用下岩石的微观损伤特征[A];第四届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨新辉;脆性/韧性断裂机理与判据及裂尖变形理论研究[D];大连理工大学;2005年
2 高红;岩土材料屈服破坏准则研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
3 周燕国;土结构性的剪切波速表征及对动力特性的影响[D];浙江大学;2007年
4 杨栋;裂缝中气液二相流体临界渗流机理与理论研究[D];太原理工大学;2005年
5 胡再强;黄土结构性模型及黄土渠道的浸水变形试验与数值分析[D];西安理工大学;2000年
6 何开胜;结构性粘土的微观变形机理和弹粘塑损伤模型研究[D];南京水利科学研究院;2001年
7 骆亚生;非饱和黄土在动、静复杂应力条件下的结构变化特性及结构性本构关系研究[D];西安理工大学;2005年
8 夏旺民;黄土弹塑性损伤本构模型及工程应用研究[D];西安理工大学;2005年
9 王秋生;基于超塑性力学的软粘土本构理论研究[D];浙江大学;2007年
10 叶朝汉;软土剪切带试验及其应用的研究[D];同济大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 管后春;单个粗糙裂隙中水流与溶质运移试验研究[D];合肥工业大学;2006年
2 钟轩明;安徽省淮北地区钙质结核土的工程性质研究[D];合肥工业大学;2007年
3 杨全文;离散元法干颗粒接触模型研究及微机可视化程序设计[D];中国农业大学;2001年
4 刘晓丽;水、气二相渗流与双重介质变形的流固耦合数学模型[D];辽宁工程技术大学;2004年
5 王冠英;不同地区海积软土前期固结压力与结构强度的关系及其成因分析[D];吉林大学;2004年
6 王朝阳;非饱和黄土的强度特性及非线性本构模型研究[D];长安大学;2004年
7 加瑞;盾构隧道垂直土压力松动效应的研究[D];河海大学;2007年
8 李奕;黄土的结构性试验研究[D];兰州理工大学;2007年
9 李伟;粘性土基本力学特性微结构机理研究[D];同济大学;2008年
10 王文良;黄土地区大直径超长群桩的室内模型试验研究[D];西安建筑科技大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑捷,姚孝新,陈顒;岩石变形局部化的实验研究[J];地球物理学报;1983年06期
2 王来贵,章梦涛,王泳嘉,黄润秋;基岩振动干扰下的动力滑坡机制研究[J];工程地质学报;1997年02期
3 裴觉民,吕祖珩;DDA在裂隙岩体边坡工程中的应用[J];西北水电;1997年01期
4 张鲁渝,郑颖人,赵尚毅,时卫民;有限元强度折减系数法计算土坡稳定安全系数的精度研究[J];水利学报;2003年01期
5 潘一山,杨小彬;岩石变形破坏局部化的白光数字散斑相关方法研究[J];实验力学;2001年02期
6 周健,廖雄华,池永,徐建平;土的室内平面应变试验的颗粒流模拟[J];同济大学学报(自然科学版);2002年09期
7 麻凤海,范学理,王泳嘉;巨系统复合介质岩层移动模型及工程应用[J];岩石力学与工程学报;1997年06期
8 陈文胜,冯夏庭,葛修润;静态松弛快速拉格朗日分析方法原理[J];岩石力学与工程学报;1999年06期
9 陈文胜,冯夏庭,葛修润,Helmut F.Schweiger;基于静态松弛的一种广义界面单元方法[J];岩石力学与工程学报;2000年01期
10 王书法,朱维申;考虑空间影响的两种非连续变形分析方法[J];岩石力学与工程学报;2000年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑榕明,陈文胜,葛修润,冯夏庭;金山店铁矿地下开采引起地表变形规律的离散元模拟研究[J];岩石力学与工程学报;2002年08期
2 彭斌,顾祥林,苗吉军,张伟平;砌体结构倒塌反应的图形仿真技术[J];同济大学学报(自然科学版);2004年10期
3 刁心宏;刘峰;习小华;;采空区对公路路基稳定性影响的离散元法分析[J];路基工程;2006年06期
4 乐晓阳,谭国焕,李启光,徐钺,王元汉;节理岩体圆形洞室岩爆过程的离散元分析与模拟[J];岩石力学与工程学报;1999年06期
5 张翠兵,邓志勇,高凌天,刘凯欣,张志毅;抛石散体振动密实过程的离散元数值模拟[J];岩石力学与工程学报;2004年01期
6 金仁祥,晏鄂川,刘汉超;麻柳嘴滑坡成因机制离散元数值模拟[J];地质灾害与环境保护;2000年01期
7 张树光,张向东,李永靖;在锚杆作用下顶板的破坏机理分析[J];淮海工学院学报;2001年03期
8 杜杰;马春庭;常青;;基于离散单元法颗粒阻尼的耗能研究[J];新技术新工艺;2011年07期
9 肖裕行,王思敬,王泳嘉;离散单元法中接触变化诱导的水头变化[J];岩土力学;1999年02期
10 姜卫利,范俊杰;散粒体道床离散单元法分析[J];铁道学报;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 侴万禧;;离散单元法的基本原理及其在岩体工程中的应用[A];第一届全国岩石力学数值计算及模型试验讨论会论文集[C];1986年
2 王泳嘉;邢纪波;;离散单元法的改进和应用[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年
3 肖裕行;王泳嘉;王思敬;杨天鸿;张寿全;;二维离散单元法中流量守恒方程的求解方法[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年
4 刘斯宏;;离散单元法在岩土力学中的应用研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 徐卫亚;孙广忠;;链子崖T_8—T_(12)缝段危岩体非线性离散单元法块体运动数值模拟分析[A];自然边坡稳定性分析暨华蓥山边坡变形趋势研讨会论文集[C];1991年
6 陈建兵;顾祥林;李承;;砌体结构倒塌反应的计算机仿真及存在的问题[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
7 李增志;别社安;任增金;;波浪作用下抛石防波堤稳定性的离散单元法分析[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年
8 周先齐;徐卫亚;钮新强;崔玉柱;;离散单元法研究进展及应用综述[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
9 李承;顾祥林;陈建兵;;钢筋混凝土框架结构拆除爆破计算机仿真及存在的问题[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
10 冯毓清;许保华;张思军;余艾冰;Zulli P;;不同粒径颗粒在流化床中偏析及混合行为的模拟[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾远;土体破坏细观机理及颗粒流数值模拟[D];同济大学;2006年
2 吕擎峰;土坡稳定分析方法研究[D];河海大学;2005年
3 张锐;基于离散元细观分析的土壤动态行为研究[D];吉林大学;2005年
4 贾苍琴;考虑非饱和非稳定渗流和剪胀性的土坡稳定分析[D];同济大学;2006年
5 黄庆华;地震作用下钢筋混凝土框架结构空间倒塌反应分析[D];同济大学;2006年
6 黄晚清;SMA粗集料骨架结构的细观力学模型研究[D];西南交通大学;2007年
7 邹猛;月面探测车辆驱动轮牵引性能研究[D];吉林大学;2008年
8 陈春光;泥石流与主河水流交汇模型及耦合计算方法[D];西南交通大学;2004年
9 陈强;岩溶储气长隧道工程地质系统研究[D];西南交通大学;2005年
10 洪俊;伴随挤压破碎的发射药床散粒体系统动力学仿真研究[D];南京理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李增志;抛石防波堤稳定性的离散单元法分析[D];天津大学;2004年
2 方韬;离散单元法的研究及其在结构工程中的应用[D];浙江大学;2004年
3 杨全文;离散元法干颗粒接触模型研究及微机可视化程序设计[D];中国农业大学;2001年
4 黎明;用离散单元法对密相栓流气力输送的数值模拟研究[D];北京化工大学;2001年
5 丁学良;单螺杆挤出过程固体粒子输送的离散单元法研究[D];北京化工大学;2012年
6 刘新根;土石坝施工质量监控的离散单元法分析[D];郑州大学;2007年
7 张宏;考虑土条稳定性不等时的土坡稳定分析[D];西北农林科技大学;2004年
8 周彧;基于离散单元法的框架填充墙裂缝数值模拟与分析[D];浙江大学;2008年
9 姜在田;填石路堤压实机理和效果检测[D];东南大学;2004年
10 吕涛;地下水与地震作用下节理岩体地下洞室围岩力学响应研究[D];北京工业大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026