作者:李小刚; 朱长歧; 崔翔; 张珀瑜; 王睿 期刊:《岩土力学》 2020年第01期
含碳酸盐混合砂作为一种特殊的岩土材料主要分布于热带沿海地区,独特的成因和组构使得其具有不同于陆源砂的岩土工程特性。针对取自我国南海的珊瑚砂与取自长江流域石英砂按不同质量百分比配制而成的混合砂,开展不同围压下的三轴固结排水剪切试验,研究不同碳酸钙含量混合砂的剪切特性。结果表明:(1)混合砂峰值强度随有效围压和碳酸钙含量的增加呈近似线性增长;(2)围压及碳酸含量是影响混合砂剪胀特性的主要参数,随着碳酸盐含量的增...
对超粒径建筑渣土填料最大干密度试验方法进行研究,重点对击实试验中超粒径修正法及振动台试验中相似级配法得到最大干密度进行讨论,分析两种方法优缺点,最后结合建筑渣土路基振动碾压中的破碎特性及压实机理,指出通过击实试验方法得到建筑渣土最大干密度更趋合理,其结论可用于建筑渣土的研究和施工指导。
作者:加力别克·阿哈力别克; 朱晟 期刊:《三峡大学学报·自然科学版》 2020年第01期
基于分形理论,分别进行了8组级配堆石料的相对密度试验及室内大型三轴压缩试验,试验之后对部分级配进行筛分处理,分析了堆石料不同级配制样分形维数与试样干密度、破碎率、强度特性、破坏比、初始切线模量参数以及体积模量参数之间的规律,建立了堆石料邓肯E-B模型参数与制样分形维数之间的函数关系式,并选用一组级配的三轴试验结果验证函数关系合理性.结果表明:级配是影响堆石料力学特性的重要因素,不同级配本构模型参数的拟合曲线...
作者:张建卫; 王琛; 郑淇文 期刊:《工程科学与技术》 2012年第S1期
为分析石膏颗粒材料在荷载作用下破碎的分形演化规律,对其进行了等围压、等平均主应力和各向等压固结3种应力路径下的三轴试验,并通过筛分法对试验后石膏颗粒材料的粒径分布进行了分析。试验结果表明,石膏颗粒材料在荷载作用下的破碎程度随初始围压的增大而增大,初始为分形分布的石膏颗粒材料在受荷破碎后,其粒径分布亦具有分形特征。表征粒径分布的分维值与围压和平均主应力之间均呈良好的双曲线关系,分维值渐近值约为2.5。分维值...
作者:周伟; 常晓林; 马刚; 张宜 期刊:《水电与抽水蓄能》 2017年第01期
在进行堆石体室内试验时,受到试验仪器尺寸的限制,必须将原级配堆石料按照一定方法进行缩尺,从而改变了堆石体的级配,产生了缩尺效应,对试验结果有一定影响。缩尺效应受到众多因素的影响,目前不同学者的试验结果表现出不同的规律。基于现有的研究成果,总结了缩尺方法、压实度控制标准、颗粒破碎、母岩强度等因素对堆石体缩尺效应的影响,分析了各种因素对缩尺效应影响的产生原因及其细观机理。介绍国内外缩尺效应的先进研究成果,分...
作者:胡万雨; 覃燕林; 刘恩龙; 刘秀平; 罗才鹏 期刊:《南水北调与水利科技》 2013年第02期
颗粒破碎是粗粒土的基本属性。随着高土石坝的陆续兴建,高应力下粗粒土的颗粒破碎特征成为人们研究的一个重要方面。通过对不同粒径粗粒土试样的大型直剪试验,研究了高法向应力下粗粒土的颗粒破碎规律,并对接触面剪应力一剪位移关系进行了分析。结果表明:随着法向应力增加,颗粒破碎率增加;相同法向应力下,粒径越大,破碎率越大;级配越良好,破碎率越小;颗粒破碎主要形成次一级粒径。
作者:屈天兴; 陈强; 宋华; 刘正海 期刊:《辽宁科技大学学报》 2017年第04期
针对实际输送煤球工程降低颗粒破碎的要求,以理论力学及冲击力学理论为基础,采用三维离散元软件EDEM,对重力作用下的竖直管及蛇管输送煤球进行了离散元对比模拟研究。结果表明:蛇管在输送颗粒过程中,由于管道弯曲,颗粒在管道中形成力链,增加了颗粒之间、颗粒与管壁的接触与碰撞几率,部分动能及势能转换为摩擦功和变形能,导致颗粒动量及冲击力降低,较于竖直管道,蛇形管道出口冲击力降低了74%,减小了颗粒的破碎几率。
颗粒破碎在岩土工程领域是很常见的现象,土工试验中无法显示颗粒破碎过程及其影响,本文采用离散单元软件PFC^2D模拟了考虑颗粒破碎影响的粗粒土的直剪试验,给出了考虑颗粒破碎的粗粒土直剪试验的模拟方法,分析粗粒土的剪应力-剪切位移关系、剪胀和剪切强度等宏观力学行为,探讨基本颗粒间黏聚力、单颗粒孔隙率和粗粒土试样的孔隙率对剪切强度的影响。结果表明:颗粒破碎对剪切强度的破碎准则有影响,颗粒不破碎试样的剪切强度符合Mohr...
作者:陈火东; 魏厚振; 孟庆山; 王志兵; 冯铮 期刊:《工程地质学报》 2018年第06期
压力作用下颗粒发生破碎是引起砂土力学特性变化的重要因素之一,对于钙质砂这种易破碎的材料更是如此。为进一步弄清颗粒破碎对钙质砂的应力-应变强度影响,本文对钙质砂进行三轴固结排水剪切试验得到应力-应变曲线,并筛分得到三轴试验前后钙质砂颗分曲线。通过引入Hardin定义的颗粒相对破碎率Br,分析了相对密度、围压与颗粒破碎的关系及颗粒破碎对钙质砂应力-应变和抗剪强度的影响。结果表明:随围压的增大颗粒破碎增量逐渐减小,直...
作者:徐可; 黄文雄; 李星月; 汪留松; 王建敏 期刊:《许昌学院学报》 2018年第06期
为了研究岩质颗粒的压缩破碎,基于离散元方法,采用凝聚颗粒模型,构建了密实状态结构的可破碎颗粒单元,将岩质材料的矿物晶粒等效为细观单元,将连接方式等效为黏结模型,发展了一种凝聚颗粒快速生成技术,能有效减少建立模型的时间,并便于估算颗粒破碎后的孔隙释放.引入黏结断裂类型、坐标和数量的监测手段,研究岩质颗粒材料压缩破碎的过程,归纳了破碎过程四个阶段的特征,并得到了和试验一致的力-位移曲线,发现细观单元的法向黏结断裂...
作者:张鹤; 李天津; 刘马林; 黄志勇; 薄涵亮 期刊:《原子能科学技术》 2017年第12期
颗粒与壁面碰撞普遍存在于散体物料输送过程,研究颗粒与壁面碰撞有助于优化输送系统、减小物料磨损或提高输送经济性.本文基于离散单元法(DEM),采用Hertz-Mimllin无滑移接触模型,对单个6mm直径大颗粒与壁面碰撞进行了数值模拟和分析,研究了碰撞速度、碰撞角度和剪切模量对碰撞过程和法向最大接触力的影响.研究结果表明,Hertz-Mimllin无滑移接触理论描述的法向接触过程具有自相似特性,法向卸载时长与法向加载时长比值为定值.模拟...
作者:徐琨; 周伟; 马刚; 常晓林; 杨利福 期刊:《岩土工程学报》 2018年第05期
颗粒破碎对颗粒集合体的力学响应有着显著的影响。由于试验手段的限制,基于物理试验的颗粒破碎细观尺度的研究受到很大制约。离散元法为从不同尺度上研究颗粒破碎对颗粒集合体力学特性的影响提供了一条有效的方法。通过回顾国内外现有研究成果,介绍了基于离散元模拟颗粒破碎的两种方法,即基于颗粒黏结模型和基于碎片替换法的颗粒破碎模拟方法,论述了这两类方法的特点。基于颗粒黏结模型的颗粒破碎模拟方法破碎程度有限而且难以开展...
作者:郑金辉; 齐昌广; 王新泉; 单艳玲; 赖文杰; 王梁志 期刊:《岩土工程学报》 2019年第11期
目前对砂土中圆孔扩张问题的研究均未考虑到砂土颗粒的破碎以及剪胀特性,且为了方便后续求解,很多学者对剪应力,剪切模量等计算参数做了简化,使得最终的求解结果无法准确反映实际情况。针对上述问题,采用考虑颗粒破碎和剪胀特性的砂土临界本构模型,在塑性区联合相关流动法则和拉格朗日分析法,将传统的欧拉描述下的柱孔扩张问题转换为基于拉格朗日描述的带初值的一阶非线性常微分方程组,最终通过数值方法得到砂土中柱孔扩张问题的半...
作者:刘苏; 王剑锋 期刊:《岩土工程学报》 2018年第09期
为模拟颗粒破碎对散体材料应力–应变特性产生的显著影响,提出了一种改进的基于离散元的模拟颗粒破碎的方法。首先将颗粒复杂的受力状态简化成颗粒球心附近的最大拉应力并假定颗粒破碎服从最大拉应力准则。当颗粒满足破碎条件时,将破碎颗粒的直径缩小。当由缩小颗粒直径导致的质量损失达到某一规定值时,向样本内的孔隙插入新颗粒。为模拟破碎产生碎片的颗粒级配,新生成的颗粒尺寸服从分形分布,同时,为考虑颗粒强度的变异性和尺寸效...
作者:王远; 张胜; 敖大华; 于玉贞; 孙逊 期刊:《岩土工程学报》 2018年第04期
针对堆石料进行了一系列等向压缩、常规三轴和复杂应力路径试验,采用相对颗粒破碎率为度量研究了多种应力路径条件下堆石料的颗粒破碎特性。对不同应力路径下试验过程中的塑性功进行了对比,分析了颗粒破碎与平均应力p、广义剪应力q所做塑性功之间的关系,研究了不同应力路径下三轴试验颗粒破碎的差异和原因。结果表明:模拟心墙土石坝填筑和蓄水应力路径下的颗粒破碎远小于常规三轴试验。多种应力路径下塑性功与相对颗粒破碎率之间...
作者:周健; 张艳伟; 周韵鸿; 张姣 期刊:《岩土工程学报》 2018年第07期
利用岩石双轴流变试验机,采用砂岩、石灰岩和板岩3种材料模拟粗粒土进行了球-球法向接触的颗粒破碎力学试验,对粗粒土颗粒破碎的过程、破碎形态、弹性核和力-位移曲线进行了研究,分析了不同粗粒土材料和颗粒尺寸对法向接触力学特性及颗粒破碎规律的影响。通过试验研究,发现粗粒土颗粒在法向接触力作用下,先在颗粒接触点处开始产生局部破碎,形成弹性核,继而产生贯通裂缝,最后颗粒发生整体破碎。通过拟合,分别建立了球形颗粒破碎准则...
作者:迟世春; 贾宇峰 期刊:《岩土工程学报》 2005年第11期
采用Hardin建议的公式来度量颗粒破碎及其耗能.根据罗维最小能比原理,推导得到破碎修正的屈服函数微分方程.对围压300 kPa时,进行了微分方程的数值积分,得到了屈服面图形.与原始罗维剪胀模型相比,经过颗粒破碎修正的罗维剪胀模型具有低剪胀性等明显优点.
由于粗粒土的粒径相差很大,通过剪切试验测量粗粒土的剪切强度很麻烦,且剪切试验费时费力、试验数据离散性大;另外,已有剪切强度经验公式中的参数没有明确的物理含义,工程应用中难以确定。本文根据颗粒破碎的分形模型,揭示单颗粒破碎强度的尺寸效应,假设剪切强度是颗粒接触面上的摩擦力,导出用正应力幂函数表示的粗粒土剪切强度公式,幂函数的指数是颗粒破碎分维的函数,并采用垃圾炉渣的颗粒破碎分维和剪切强度试验结果进行验证。
作者:李飒; 刘富诗; 戴旭; 张彦龙 期刊:《岩石力学与工程学报》 2019年第A01期
为了研究碳酸钙含量对砂土工程特性的影响,通过室内试验的方法系统地研究碳酸钙含量变化对4种不同粒组混合砂破碎特性与强度特性的影响,并利用多元统计的分析方法对影响破碎的因素进行探讨。结果表明:相对破碎率随碳酸钙含量、粒径的增大而增加;随着正应力的增加,相对破碎率对碳酸钙含量的依赖性增强,而对粒径的依赖性减弱;碳酸钙含量变化对砂土的力学性质影响显著,碳酸钙含量增加、粒径增大对含碳酸盐砂的内摩擦角有提升作用,并且...
作者:纪文栋; 张宇亭; 裴文斌; 左殿军 期刊:《岩石力学与工程学报》 2018年第08期
对取自西沙群岛的珊瑚砂试样分别开展侧限压缩、三轴压缩、单向剪切和循环剪切4种试验,研究不同加载方式和应力水平下颗粒破碎及粒组转化关系,讨论珊瑚砂颗粒破碎优势区间的分布规律。提出通过颗粒破碎增长率来描述颗粒破碎程度随循环剪切次数的变化情况,发现随着循环次数的增加珊瑚砂颗粒破碎增长率由初始值迅速向0衰减,应力的升高会导致颗粒破碎增长率的衰减加快,颗粒破碎越快趋于稳定。提出当颗粒破碎增长率低于某很小值时视为...