国家自然科学基金(11272331)
- 作品数：8 被引量：51H指数：6
- 相关作者：付晓东盛谦张勇慧朱泽奇周永强更多>>
- 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所华北电力大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划NSFC—云南联合基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学更多>>
- 一种修正的Drucker-Prager屈服准则被引量：15
- 2016年
- Drucker-Prager(以下简称D-P)屈服准则因其形式简单、物理意义明确而得到广泛的应用,然而经过多年的应用和研究,其缺点逐渐显现出来,如拉剪区偏大、不具有应力角效应等,针对这些不足,提出了修正的D-P屈服准则。在拉剪区用圆球面和横截面的组合方式代替原来的圆锥面,从而不改变D-P屈服准则压剪区的形式,在考虑岩石实际的拉伸强度的同时,也满足该屈服准则经过单轴抗拉强度点的条件;为考虑岩石在三轴压缩和三轴拉伸状态下不同的强度特性,即应力角效应,引入了一种角隅模型;为保证屈服准则始终通过岩石的单轴抗压强度点,建议了一种材料参数k值的取值方法。为验证屈服准则修正后的适用性和正确性,将修正屈服准则与真三轴试验结果进行了拟合,同时与Mohr-Coulomb(以下简称M-C)准则进行对比,结果表明,修正屈服准则可以很好地描述试验现象,且比M-C准则更接近真实结果。
- 周永强盛谦刘芳欣付晓东朱泽奇
- 关键词：DRUCKER-PRAGER准则真三轴试验
- DDA方法中的人工边界问题研究被引量：7
- 2015年
- 数值分析中的人工边界可能会引入虚假的反射波,不可避免地影响求解,针对非连续变形分析(DDA)方法中的人工边界问题,首先,基于Newmark法推导黏性边界、黏弹性边界对DDA方程组的贡献;其次,为更好地解决地震等外源入射问题,在DDA中引入了自由场边界;最后,为保证静、动力分析过程转换时边界的一致性,在DDA中实现静动力统一边界。利用改进后的DDA程序进行算例分析,结果表明:各人工边界理论在DDA程序实施正确;黏性边界能高效地吸收人工边界处的反射波,黏弹性边界可以反映介质的弹性恢复能力;与黏性边界相比,两侧施加自由场边界模拟无限域运动可以减少边界的影响;引入统一人工边界的DDA可以完整地模拟静、动力计算全过程。
- 付晓东盛谦张勇慧
- 关键词：非连续变形分析
- 非连续变形分析方法中的阻尼问题研究被引量：4
- 2015年
- 定量研究了非连续变形分析(DDA)方法中的黏性阻尼与数值阻尼。首先,基于Newmark直接积分法,推导了块体系统的运动方程。其次,通过动力学中的黏性阻尼理论建立了DDA中动力系数、时间步长与黏性阻尼比的关系式,探讨了DDA中的常加速度积分方案的数值阻尼分区及阻尼比计算方法,进而得到两种阻尼共同作用时的阻尼比表达式,并分析了频域内阻尼比的分布情况。最后,以谐振激励下的块体振动为例,通过对比不同阻尼作用下块体位移的DDA计算值与理论解,验证了本文提出的阻尼比计算公式的正确性。研究表明:黏性阻尼对低频的衰减作用明显,数值阻尼则可以很快地消除高频干扰,而二者共同作用下可降低阻尼的频率相关性。该研究成果为DDA的振动、波动等动力计算的阻尼取值提供了理论依据。
- 付晓东盛谦张勇慧
- 关键词：NEWMARK法
- 基于OpenMP的非连续变形分析并行计算方法被引量：9
- 2014年
- 非连续变形分析(DDA)方法严格满足平衡要求和能量守恒,具有完全的运动学及数值可靠性,但对大规模岩土工程问题的数值模拟耗时太长,尤其是线性方程组求解,并行计算可以很好地解决该问题。首先基于DDA方法的基本理论,阐述了适用于DDA方法中的基于块的行压缩法和基于"试验-误差"迭代格式的非零位置记录;其次,引入块雅可比迭代法并行求解DDA方法的线性方程组,并改进了相应的非零存储方法;最后,基于OpenMP实现了DDA线性方程组求解并行计算,并将其应用于地下洞室群的破坏过程分析,以加速比为并行效率的指标评价,结果表明,该并行计算策略可以极大提高DDA的计算效率,而且适合各种规模的问题。
- 付晓东盛谦张勇慧
- 关键词：岩土工程非连续变形分析并行计算
- 基于循环加卸载的次加载面模型在岩石中的初步应用被引量：6
- 2015年
- 为模拟岩体工程在循环荷载作用下的变形特性及相应的稳定性,简要地介绍了次加载面的基本思想。为考虑岩石在三轴压缩状态下和在三轴拉伸状态下不同的强度特性,即应力角效应,在传统的Drucker-Prager屈服准则中引入一种角隅模型,从而形成了修正的Drucker-Prager屈服准则,基于该屈服准则,结合次加载面,提出适用于岩石循环加卸载的次加载面模型。通过参数敏感性分析,发现模型中参数u,C和χ的取值对反映岩石曼辛效应、棘轮效应的影响很大;为验证该模型的适用性和正确性,通过自编程序的数值模拟与岩石模型材料和玄武岩的循环荷载试验结果进行对比,结果表明该模型可以很好地描述岩石的动力变形特性,说明基于循环加卸载的次加载面模型可以运用到岩石中。
- 周永强盛谦冷先伦朱泽奇付晓东
- 关键词：岩石力学循环加卸载
- 基于矢量和–非连续变形分析的滑坡安全系数计算方法研究被引量：6
- 2014年
- 非连续变形分析(DDA)是一种满足平衡方程收敛、不连续接触的开闭迭代收敛和静力计算中的最大容许位移收敛的极限平衡计算新方法。尝试将二维矢量和法引入DDA中,并结合DDA动力迭代和接触力计算的具体特点,提出适合DDA的滑动方向与安全系数的计算方法;在此基础上,以滑动面为直线型和圆弧型的滑坡为例,通过对比理论解或刚体极限平衡解,证明基于矢量和–DDA方法计算滑坡安全系数的正确性。矢量和–DDA方法不仅基于滑坡真实的应力场计算安全系数,而且其沿滑动面对下滑力与抗滑力的积分力学意义明确,反映了"滑动"的矢量内涵。
- 付晓东盛谦张勇慧
- 关键词：边坡工程滑坡安全系数
- 基于修正Drucker-Prager准则的岩石次加载面模型被引量：2
- 2017年
- 为模拟岩石在循环加、卸载作用下的变形特性,结合Drucker-Prager(简称D-P)屈服准则与次加载面理论,建立了能考虑岩石材料实际抗拉强度和应力角效应的循环加、卸载模型。首先考虑岩石在三轴压缩和在三轴拉伸状态下不同的强度特性,在传统的D-P屈服准则中引入角隅模型,并借鉴殷有泉提出的D-P-Y准则,形成了修正的D-P屈服准则;进一步结合修正屈服准则和次加载面理论,提出了适用于岩石循环加、卸载的次加载面模型,并通过自编程序,实现了循环加、卸载模型的数值表达与岩石循环加、卸载试验数值仿真。计算结果表明,基于修正D-P屈服准则的次加载面模型能较好地描述岩石的曼辛效应和棘轮效应;通过改变抗拉强度的大小,可以发现随着抗拉强度的减小,岩石的变形量相应增加,且增加的幅度逐渐提高,说明修正模型可准确反映抗拉强度对岩石的循环加、卸载变形的影响。
- 周永强盛谦朱泽奇付晓东
- 关键词：循环加载
- 水电站地下洞室群分步开挖的非连续变形分析被引量：9
- 2013年
- 利用大岗山水电站的地质勘探资料建立不同贯穿节理组合下地下洞室群的DDA模型,分析了洞室群开挖的破坏模式,并简单阐述其破坏机制。基于Monte-Carlo方法模拟节理的随机分布,结合大岗山水电站的开挖设计方案,对地下洞室群在分步开挖过程中的位移及应力演化进行研究。研究表明:洞室群开挖完成后,洞周块体的位移均指向洞内,尾调室上下游与主厂房上游的变形较大;洞周块体的大主应力均平行于洞室边界线,尾调室的应力释放比较明显,其边墙块体发生了滑移;洞室群在开挖过程中互相影响,其中主变室受主厂房和尾调室的影响比较明显。研究结果指出了洞室群开挖过程中需要关注和加固的具体部位,为工程支护措施的优化提供了依据。
- 付晓东盛谦张勇慧
- 关键词：地下洞室群非连续变形分析分步开挖破坏模式
