动三轴CT条件下粗粒土填料的力学特性与细观力学性能分析

在多重环境因素长期作用下,粗粒土路基填料的动力特性会发生改变,目前对不同荷载频率、压实度及含水率下粗粒土填料的长期稳定性能尚缺乏统一认识。为了研究以上因素作用下粗粒土填料长期动力特性,采用大型动静三轴仪器开展粗粒土填料的三轴试验,同时运用工业CT对三轴试验前后2个阶段的试样进行断层扫描,分析不同荷载频率、压实度及含水率对粗粒土填料动力特征与损伤演化的影响规律。研究结果表明：循环荷载达到1 000次之前,为粗粒土填料颗粒之间的挤密阶段,以颗粒间的挤密压缩为主,横向膨胀为辅,颗粒间压缩挤密引起的密度增加量远大于试样横向膨胀变形引起的密度减小量;当循环荷载增加到1 000次以后,试样横向变形引起的密度减小量迅速增大,而由颗粒间压缩挤密引起的密度增加量减缓,并在之后阶段表现出稳定状态,试样从应变软化型向应变硬化型转变;荷载频率越高,试样表现出的回弹模量越大;高频率作用下应力-应变滞回圈曲线近似为线性,试样在高频率下其泊松比有所下降,材料的动能损耗降低;随着三轴试验的进行,横剖面局部颗粒受挤压程度增加,最终状态下扫描层内的CT值存在差异性,试样颗粒在循环荷载作用下存在挤密、错动、融合的现象。     

基于PFC的岩土体模拟试样宏细观参数对应关系研究

针对PFC数值模拟结果与室内试验结果相互耦合过程中微观参数选取的盲目性问题,提出一种基于正交设计和灰关联分析的方法,选取PFC微观参数为自变量,弹性模量、泊松比、单轴抗压强度为因变量,进行单轴压缩试验,通过宏细观参数之间的关联序,得出模拟试样宏观物理量的控制性影响因素。再对控制性因素进行单因素分析和拟合,获取明确的函数关系,以此指导PFC数值试验中的参数选取,达到减少"试错"工作量的目的。     

级配对粗粒土力学特性影响的颗粒流模拟研究

运用三维颗粒流软件PFC3D的内置FISH语言,进行二次开发,模拟粗粒土真实级配,建立一个研究高铁填方路基粗粒土力学特性的颗粒流模型,标定了表征粗粒土细观力学性质的模型参数,并验证了模型的有效性。考虑粗粒土曲率系数和不均匀系数对颗粒级配的影响,模拟并研究了五种不同级配下粗粒土在三种不同围压下的力学特性。结果表明:当粗粒土有效粒径与中值粒径及限制粒径的差距过大时,粗粒土中颗粒填充及致密性将变差,变形增大,强度降低;级配良好且不均匀系数较大,其力链分布越均匀,颗粒的挤压效果越显著,力的传递和分配也越均匀。     

铁矿渣路基碾压影响因素的颗粒流模拟分析

为了揭示铁矿渣路基填料碾压质量影响因素的作用机制,提出了一种模拟铁矿渣路基填料碾压过程的颗粒流数值计算方法,系统探讨了压路机碾轮直径、碾轮移动速度、松铺厚度以及碾轮振动频率对铁矿渣路基填料沉降、压实度的影响规律。结果表明：选用带大直径碾轮的压路机,降低碾轮移动速度、减小松铺厚度、提高振动频率均可有效降低铁矿渣路基填料的工后沉降,但对增加不同深度处铁矿渣填料压实度的效果不显著。对26 t重型压路机,碾压遍数应不低于5次,移动速度控制为2.2 km/h,振动频率为45 Hz,最佳松铺厚度为0.4 m,在此条件下进行铁矿渣路基填料碾压施工可以获得较好的压实效果。     

动模量阻尼的动三轴试验研究

通过对玉溪矿业大厦地基土中粘土和粉砂在10^-6～10^-2应变水平范围内的动模量阻尼特性试验的研究,讨论了动应变、固结围压力、固结比和振动频率对动模量和动阻尼比的影响;探讨了最大模量和最大阻尼比的取值方法。     

三维高密度电法正反演模拟阻尼系数最优设置研究

根据高密度电法的基本原理以及三维高密度电法的正演和反演理论,建立了三种典型模型进行正演模拟,再通过设置不同的阻尼系数对每种模型进行反演,分析反演结果并比较其优缺点,得出不同模型阻尼系数的选取对反演效果的影响规律。结果表明,通过选择最佳阻尼系数,既可减少反演计算收敛的迭代时间,又提高了反演分辨率和精度,从而得到更加精确的工程地质结构资料。     

一种自动张紧装置阻尼系数影响因素的研究

建立了发动机前端附件驱动系统张紧装置阻尼系数的数学表达式,并通过了实验验证;进而研究了该张紧装置的结构参数对其阻尼系数的影响规律.结果表明:扭簧中径、摆臂与摩擦片摩擦因数和摩擦片外径是影响其阻尼系数的主要因素.     

模拟干湿循环及含低围压条件的膨胀土三轴试验（双语出版）

针对膨胀土边坡坍滑多呈浅层性,取广西百色膨胀土为对象,设计并开展经干湿循环作用含低围压条件的重塑土饱和三轴固结排水试验,着重分析橡皮膜约束对围压的影响并做出校正,对比分析校正前、后的实测抗剪强度参数,探究不同干湿循环次数及试验围压下的强度及应力-应变关系。结果表明：经干湿循环作用,各级围压下试件的应力-应变均呈应变硬化特征;围压越大,初始模量越大,主应力差也越大;干湿循环作用下,橡皮膜约束等效围压σ_3e均随试验围压σ₃增大而减小;0次干湿循环下,σ₃由5 kPa增至200 kPa时,σ_3e从9.1 kPa减少至6.7 kPa,σ_3e/σ₃由181.8%减少至3.4%,橡皮膜约束对低围压的测试结果影响显著,须进行校正;干湿循环由0次增至6次,校正前低、高和全围压段的黏聚力分别衰减34.7%、27.7%和28.3%,校正后衰减达77.1%、31.9%和35.6%,但摩擦角变化小;橡皮膜约束影响后,经6次干湿循环作用,低围压段的黏聚力仅为0.8 kPa,趋于0,摩擦角为18.5°;膨胀土边坡稳定性分析时,宜采用低、高围压两段拟合校正围压应力圆的强度参数,以获得与实际坍滑破坏较吻合的计算结果。     

基于改进BP网络的颗粒流方法模拟边坡稳定性

依托锦屏水电站左岸边坡工程实例,应用经粒子群算法优化的BP神经网络,建立了宏观力学参数与细观力学参数的非线性模型,通过输入宏观力学参数,即可快速、准确地反演岩土体细观力学参数;在此基础上,运用颗粒流软件进行数值模拟,分析了边坡开挖时的稳定性情况.计算结果表明,使用改进的神经网络方法反演得到的参数与试验值有很高的精确度,使用反演所得参数值进行的数值模拟分析也能很好地反映边坡实际变化情况.     

砂土地层中隧道施工引起土层沉降的颗粒流模拟研究

为研究隧道施工条件下土层的沉降规律,利用离散元软件PFC2D,建立隧道-土体颗粒流数值模型,模拟砂土地层隧道施工过程中的土层沉降。研究结果表明： 通过设计,颗粒流方法可有效模拟隧道施工的开挖问题;土拱效应的发挥程度与地层损失率成正比,同时土层剪应变率呈现由隧道中轴线向两侧逐渐减小、由深层向浅层逐渐展开的分布规律。分析结果可为工程实践中分析砂土地层隧道施工引起的土体沉降规律提供理论依据。     

三轴拖车平顺性仿真分析

以某三轴拖车为动力学模型,在ADAMS软件的基础上进行二次开发,得到参数化的建模分析软件。建模中考虑钢板弹簧、减振器和橡胶衬套的非线性特性,并以不同的路面输入条件为激励,通过仿真可以得到整车模型上任意位置的动力学参数的分析结果。通过与该车的试验报告比较,验证了该平顺性分析方法的有效性和高效性。     

石笼挡墙在振压下破坏机理的颗粒流模拟研究

基于颗粒流离散元理论,对北京某山区公路采用的石笼挡墙建立PFC2D模型,研究墙背土压力的分布规律;在路面施工压实过程中石笼墙体的位移分布、破坏机理;模拟石笼挡墙的破坏过程和破坏方式,以及墙背土应力释放过程.通过模拟分析得出以下结论:颗粒流离散元程序可以用于模拟挡墙结构物,并特别适用与模拟钢丝网等柔性结构;路基加压前后土压力分布规律与理论值基本相符;在路基的振动压实过程中,左侧石笼网最先达到抗拉强度而破坏,墙体丧失整体稳定性而逐步塌陷,形成堆积体,在靠近挡墙2m范围内路面轻微塌陷,路基土在第一层石笼体位置以上浅层内形成滑动面.     

基于颗粒流的高填黄土明洞加筋减载数值模拟分析

为研究高填黄土明洞加筋减载的荷载传递规律,采用颗粒流软件模拟高填黄土明洞加筋减载,通过分析洞顶竖向应力、颗粒竖向位移、颗粒间的接触力、格栅的竖向变形和孔隙率等细观参数的变化,从微观角度揭示土工格栅加筋减载明洞减载规律,并进一步研究土工格栅刚度和层数对洞顶减载效果的影响。结果表明： 1）土工格栅的竖向变形和颗粒竖向位移变化形式基本保持一致,格栅的变形依赖于洞顶内外土柱的沉降差; 2）在格栅所能承受的最大变形范围内,内外土柱负的沉降差越大,格栅的拉膜效应越显著,减载效果越好; 3）格栅的刚度和层数对其减载效果均有一定的影响,应根据实际填土高度和填土性质选择适宜刚度和层数的格栅进行减载。     

斜拉桥主梁断面静三分力系数的数值模拟

计算流体力学方法的发展给风工程提供了一种可能替代风洞试验的研究手段。以一斜拉桥为模型,采用FLUENT软件分析主梁断面在0°攻角下的速度和压强分布,并得到主梁断面在攻角-5～5°范围内的静三分力系数,为抗风计算提供依据。     

基于颗粒流法的粘性匀质土坡稳定性分析

采用颗粒流法对粘性匀质土坡失稳破坏全过程进行数值模拟,无需假定材料的本构关系及土坡滑裂面位置和形状,直接从细观上定义颗粒之间的接触关系,通过模拟双轴试验,将土体的宏、细观参数联系起来,从细观层面上分析土坡的破坏机理。结果表明,当粘结强度减小到一定程度时,土坡失稳;土坡由于自身强度不足而发生的失稳破坏,一般表现为上部拉裂、中部剪切、底部挤压的破坏形式。     

基于能量流分析的纯电动汽车电耗优化研究

能量流分析研究是了解车辆能量利用情况和优化车辆经济性的有效方式,针对于某款纯电动汽车电量消耗偏大的问题,设计了纯电动汽车能量流测试方案,完成了主要部件性能对标测试分析;通过理论分析建立了影响电量消耗的数学模型和基于价值因子的优化参数选取方法;基于CRUISE电耗仿真分析模型,分别从电驱动系统效率提升、滚阻优化、提升制动...     

三轴客车侧倾中心线的确定及影响

浅析三轴客车的悬架侧倾中心、侧倾轴线的确定方法,提出等效侧倾中心轴线的概念,为解决一些三轴客车轮胎异常磨损提供理论依据。     

垂直顶升施工上覆土层破坏形态的颗粒流模拟

上覆土层破坏形态合理理解与认识,对于垂直顶升法应用具有重要的意义。借助颗粒流程序二次开发,模拟管道垂直顶升施工过程,揭示垂直顶升过程上覆土层的破坏机理、范围及发展路径,与室内试验结果对比分析,研究上覆土深度对土层破坏的影响。分析结果表明:管道上覆土层剪切破坏面具有非线性特征,满足三次函数分布,既有成果假定破坏面沿特定倾角线性分布不足;上覆土顶部破坏范围2.97 D,显著大于经验取值范围(1.2~1.5)D,说明现有研究破坏范围取值不准确;垂直顶升施工上覆土经历挤压剪切→破坏开裂→裂隙延伸→破坏面贯通→裂隙扩展→形成上覆土柱→土层重分布→填充裂隙的过程;不同上覆土层深度对应的破坏特性相近,且随土层深度的增大,顶部破坏范围呈二次函数增大。     

基于颗粒流模拟的避险车道制动床长度确定方法

提供了一种利用颗粒流模型模拟刹车失灵货车驶入避险车道制动床后的运动过程,进而确定制动床长度的方法.所建立的颗粒流模型能够较好地模拟刹车失灵货车驶入避险车道制动床后的运动过程.仿真模拟结果显示,FHWA方法偏不安全,工程设计时制动床长度不应小于FHWA方法计算值;制动床坡度越小,FHWA方法计算出的制动床长度越偏不安全....     

循环荷载下粉质粘土塑性变形的数值模拟研究

利用有限元程序ABAQUS建立动三轴试件的三维有限元模型,在经过试验验证的基础上,进一步用数值模拟的方法,研究了粉质粘土在循环荷载作用下的塑性变形与循环应力幅值、围压、频率、加荷周数和不同加载波形等影响因素的关系。