基于颗粒流程序的广义Kelvin模型及其应用

发布时间：2018-06-02 19:08

  本文选题：颗粒流程序 + 广义Kelvin模型　； 参考：《岩土力学》2015年09期

【摘要】：研究具有流变特性的由一个Maxwell体和任意个Kelvin体串联组成的广义Kelvin模型,并对其本构关系进行推导。在Microsoft Visual Studio平台上采用C++语言编译模型的头文件和源文件,开发出广义Kelvin模型的动态链接库(DLL)文件,在二维颗粒流程序(PFC2D)中对DLL文件进行加载调用,实现对广义Kelvin模型的开发。对含不同数量Kelvin体的广义Kelvin模型进行应力松弛模拟试验,得到接触力随时间的变化关系并与理论解对比,验证了开发模型的准确性。在此基础上,以某露天煤矿的含粉质黏土边坡为工程实例,利用开发的广义Kelvin模型对其失稳过程进行模拟,所得结果与边坡现场特殊的帽檐形破坏模式相符,而与采用普通线弹性模型模拟得到的边坡失稳形态为"圆弧滑动"不一致,说明该模型可用于研究此类含粉质黏土边坡失稳的破坏机制,并在此基础上,提出了对该类含具有流变特性的粉质黏土边坡的处治建议,研究结论可为今后类似研究提供有益的参考。
[Abstract]:A generalized Kelvin model with rheological properties consisting of a Maxwell body and any Kelvin body in series is studied and its constitutive relationship is derived. The dynamic link library (DLL) file of generalized Kelvin model is developed by using the header file and source file compiled in C language on Microsoft Visual Studio platform. The DLL file is loaded and called in the two-dimensional particle flow program (PFC2D), and the generalized Kelvin model is developed. The stress relaxation simulation experiment of generalized Kelvin model with different number of Kelvin bodies is carried out. The relation of contact force with time is obtained and compared with the theoretical solution, which verifies the accuracy of the developed model. On this basis, taking the silty clay slope of an opencast coal mine as an engineering example, the instability process of the slope is simulated by using the developed generalized Kelvin model. The results are in agreement with the special hoodie failure mode in the slope field. However, this model is inconsistent with the conventional linear elastic model, which shows that this model can be used to study the failure mechanism of silty clay slope. The treatment of this kind of silty clay slope with rheological properties is put forward. The conclusion of the study can provide a useful reference for similar research in the future.
【作者单位】： 北京科技大学土木与环境工程学院;温州市城建设计院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.51074014) 中央直属高校基本科研业务费资助项目(No.FRF SD 12 002A)
【分类号】：TU43

【参考文献】

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1 刘姗姗;赵同彬;;粘弹性广义Kelvin模型的FLAC~(3D)二次开发[J];山东科技大学学报(自然科学版);2010年04期

2 张志沛;王芝银;彭惠;;陕南泥岩三轴压缩蠕变试验及其数值模拟研究[J];水文地质工程地质;2011年01期

3 陈宗基;固结及次时间效应的单向问题[J];土木工程学报;1958年01期

4 王坤;蔡永昌;魏峗;周丁恒;;深圳地区深层粉质粘土的流变特性试验研究[J];岩土工程界;2009年12期

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6 王涛;吕庆;李杨;李宏明;;颗粒离散元方法中接触模型的开发[J];岩石力学与工程学报;2009年S2期

7 李亚丽;于怀昌;刘汉东;;三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变本构模型研究[J];岩土力学;2012年07期

8 ;Triaxial mechanical creep behavior of sandstone[J];Mining Science and Technology;2010年03期

9 熊良宵;杨林德;张尧;;岩石的非定常Burgers模型[J];中南大学学报(自然科学版);2010年02期

10 熊良宵;杨林德;张尧;;硬岩的复合黏弹塑性流变模型[J];中南大学学报(自然科学版);2010年04期

【共引文献】

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2 陈艳,刘宁;润扬大桥北锚变更方案的变形和应力比较[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年01期

3 刘学增,熊少明,刘沛;层状地层粘弹性优化反分析与混合遗传算法[J];地下空间;2003年04期

4 赵永辉;润扬长江大桥北锚碇土体流变特性的试验研究[J];地下空间;2003年04期

5 郑永来,潘杰,韩文星;软土地铁隧道沉降分析[J];地下空间与工程学报;2005年01期

6 邝宏柱;刘学增;;层状地层横观各向同性粘弹性优化反分析[J];地下空间与工程学报;2006年01期

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9 尹土兵;李夕兵;周子龙;洪亮;叶洲元;;粉砂岩高温后动态力学特性研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期

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2 陈晓平;周秋娟;朱鸿鹄;张波;;软土蠕变固结特性研究[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

3 王志俭;殷坤龙;简文星;;万州区红层软弱夹层蠕变试验研究[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

4 于浩;李海芳;温彦锋;徐泽平;;九甸峡堆石料三轴蠕变试验初探[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

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6 齐明山;徐正良;崔勤;宁佐利;;厦门海底隧道围岩流变特性及其特征曲线[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

7 黄明;刘新荣;;周期循环荷载下Kelvin蠕变模型特性探讨[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年

8 唐世斌;唐春安;李连崇;张永彬;;湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年

9 郭志飚;;柳海矿第三系深部软岩蠕变模型及工程应用[A];第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2009年

10 蒋昱州;徐卫亚;王瑞红;王伟;;水电站大型地下洞室长期稳定性数值分析[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

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6 赵闯;岩石粘弹性质的实验研究[D];中国科学技术大学;2011年

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3 刘心广;济二煤矿深部巷道支护技术及应用研究[D];山东科技大学;2010年

4 滕彦磊;塑性混凝土防渗墙应力变形有限元分析[D];郑州大学;2010年

5 邓超荣;基于破碎围岩条件的小间距隧道围岩稳定性分析[D];长沙理工大学;2010年

6 江唯伟;洞庭湖区硬壳层软土地基一维固结特性研究[D];长沙理工大学;2010年

7 许豪;南宁非饱和膨胀土流变特性试验研究[D];湖南工业大学;2010年

8 滕珂;膨胀土固结与蠕变试验研究[D];湖南工业大学;2010年

9 夏亚东;高分子材料的线性与非线性分数算子本构关系研究[D];暨南大学;2010年

10 王龙;电阻网法求解固结问题研究[D];浙江大学;2011年

【二级参考文献】

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2 张延军,张延诘;海积软土弹粘塑性Biot固结的数值分析[J];吉林大学学报(地球科学版);2003年01期

3 黄润秋;唐世强;邓辉;邹正明;;皖南某高速公路四号边坡变形机理及稳定性分析[J];成都理工大学学报(自然科学版);2006年06期

4 徐平,李云鹏,丁秀丽,王芝银;FLAC~(3D)粘弹性模型的二次开发及其应用[J];长江科学院院报;2004年02期

5 姚环;秦刚;沈骅;;石崆山Ⅱ号段岩质高边坡稳定性的有限单元法(FEM)分析评价[J];地球与环境;2005年S1期

6 邢纪波,俞良群,王泳嘉;砂岩类脆性无序介质连续破坏过程的细观模拟[J];地质力学学报;1998年03期

7 黄润秋,林峰,陈德基,王军怀;岩质高边坡卸荷带形成及其工程性状研究[J];工程地质学报;2001年03期

8 罗润林;阮怀宁;孙运强;朱昌星;;一种非定常参数的岩石蠕变本构模型[J];桂林工学院学报;2007年02期

9 金丰年,范华林;岩石的非线性流变损伤模型及其应用研究[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2000年03期

10 付志亮;高延法;宁伟;许进鹏;;含油泥岩各向异性蠕变研究[J];采矿与安全工程学报;2007年03期

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3 罗德海;Bifurcation of Nonlinear Kelvin Wave-CISK with ConditionalHeating in a Truncated Spectral Model: A PossibleMechanism of 30-60-Day Oscillation at the Equator[J];Advances in Atmospheric Sciences;1999年02期

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8 Xin Zhao;Zhisheng Li;;Real Time Simulation of Ship Wake Based on Particle System[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集（第一分册）[C];2013年

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