离散元和加卸载响应比理论在边坡失稳分析中应用的探讨
发布时间：2020-12-26 01:13
我国处于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,地震活动频繁,地震不仅造成了大量的人员伤亡,其造成的经济损失更是无法估量,地震还对边坡、道路、建筑、堤坝造成了极大地损害和严重的安全隐患。在工程生产活动中边坡稳定性的判断至关重要,尤其是在地震荷载下又增加了稳定性判断的难度。本文基于离散元思想,采用数值模拟对边坡在地震荷载下的仿真模拟,完成了颗粒流软件中宏观参数与细观参数标定的研究;并尝试将加卸载响应比理论应用于边坡动力时程分析中,以关键颗粒速度、加速度、不平衡力作为响应参数,以地震波的加速度作为加卸载参量情况下,验证加卸载响应比理论在边坡动力时程分析中的可行性。主要的研究内容和成果如下:（1）离散元法中细观参数的取值决定了土样力学性质的宏观响应,目前众多学者提出了种类繁多的细观参数选取机制,但大都适用性不强,取值不够可靠,模拟的结果与实际相差较大。利用fish语言编写程序在PFC软件上实现了三轴试验的数值模拟。针对宏-细观参数的标定提出了一种新的方法——迭代标定法。（2）设计相关试验验证了:偏应力峰值强度随着刚度比增大而减小,但是有下限,围压对颗粒的刚度比和颗粒初始杨氏模量都有影响,不同的围压下...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及其意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 边坡稳定性研究简介
1.2.2 离散元法国内外研究简介
1.2.3 加卸载响应比理论研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第二章 离散元法与加卸载比理论研究简介
2.1 离散元基本理论
2.2 接触模型（ContactConstitutiveModels）
2.2.1 接触-刚度模型（Contact-StiffnessModels）
2.2.2 滑动模型（TheSlipModel）
2.2.3 黏结模型（TheBondModel）
2.3 加卸载响应比基本理论
2.3.1 地震波波动方程
2.3.2 加卸载响应比
2.4 本章小结
第三章 基于迭代思想对颗粒流程序标定方法研究
3.1 三轴试验计算机理
3.2 迭代法确定细观参数
3.3 其他细观参数对应力应变曲线的影响
3.3.1 法向刚度及刚度比对应力应变曲线形态的影响
3.3.2 细观摩擦系数对应力应变曲线形态的影响
3.3.3 黏结强度对应力应变曲线形态的影响
3.4 数值模拟实验能量耗散过程
3.5 本章小结
第四章 基于加卸载响应比边坡动力失稳时程分析方法
4.1 基于离散元法边坡失稳过程分析
4.1.1 边坡变形状态
4.1.2 边坡位移图
4.1.3 边坡应力变化图
4.2 地震波加载方式
4.3 加卸载响应比在边坡失稳中可行性分析
4.4 本章小结
第五章 汶川地震诱发牛眠沟滑坡事件的特征响应验证
5.1 各个响应参数仿真结果分析
5.2 以颗粒位移为响应参数
5.3 以颗粒速度为响应参数
5.4 以颗粒不平衡力为加卸载响应参数
5.5 本章小结
结论与展望
本文主要结论
进一步研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用迭代思想标定砂土三轴试验宏-细观参数[J]. 徐国元,孙元鹏. 哈尔滨工业大学学报. 2017(09)
[2]边坡失稳破坏的颗粒流模拟[J]. 万江,温泉,昝世明. 四川建筑. 2017(01)
[3]基于离散元法与有限元法耦合模型的网壳结构倒塌过程分析[J]. 叶继红,齐念. 建筑结构学报. 2017(01)
[4]牛眠沟地震滑坡碎屑化全过程离散元模拟[J]. 毕钰璋,付跃升,何思明,吴永. 中国地质灾害与防治学报. 2015(03)
[5]不同沉积方向各向异性结构性砂土离散元力学特性分析[J]. 蒋明镜,付昌,刘静德,张伏光. 岩土工程学报. 2016(01)
[6]基于离散元法的砂土破碎演化规律研究[J]. 周博,黄润秋,汪华斌,王剑锋. 岩土力学. 2014(09)
[7]层面参数对顺层岩质边坡地震动力破坏过程影响研究[J]. 李祥龙,唐辉明,胡巍. 岩土工程学报. 2014(03)
[8]黄土三轴试验的颗粒流数值模拟[J]. 李识博,王常明,王念秦,王钢城,姚康. 中国公路学报. 2013(06)
[9]地震作用下陡岩崩塌颗粒离散元数值模拟研究[J]. 石崇,王盛年,刘琳. 岩石力学与工程学报. 2013(S1)
[10]牛眠沟流域泥石流形成条件、发展趋势及其防治探讨[J]. 杨志全,廖丽萍,杨万科,胡进. 大地测量与地球动力学. 2011(05)
博士论文
[1]土工问题的颗粒流数值模拟及应用研究[D]. 罗勇.浙江大学 2007
[2]地震荷载作用下顺层岩体边坡变形特征及稳定性研究[D]. 肖克强.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
[3]土体破坏细观机理及颗粒流数值模拟[D]. 曾远.同济大学 2006
硕士论文
[1]基于PFC3D的粗粒土三轴试验细观数值模拟[D]. 张志华.三峡大学 2015
[2]岩质边坡阶梯状滑移机制颗粒流模拟及稳定性研究[D]. 岑夺丰.重庆大学 2013
[3]地震作用下节理岩质边坡稳定性数值模拟研究[D]. 滕光亮.中国地震局兰州地震研究所 2012
本文编号：2938744
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及其意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 边坡稳定性研究简介
1.2.2 离散元法国内外研究简介
1.2.3 加卸载响应比理论研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第二章 离散元法与加卸载比理论研究简介
2.1 离散元基本理论
2.2 接触模型（ContactConstitutiveModels）
2.2.1 接触-刚度模型（Contact-StiffnessModels）
2.2.2 滑动模型（TheSlipModel）
2.2.3 黏结模型（TheBondModel）
2.3 加卸载响应比基本理论
2.3.1 地震波波动方程
2.3.2 加卸载响应比
2.4 本章小结
第三章 基于迭代思想对颗粒流程序标定方法研究
3.1 三轴试验计算机理
3.2 迭代法确定细观参数
3.3 其他细观参数对应力应变曲线的影响
3.3.1 法向刚度及刚度比对应力应变曲线形态的影响
3.3.2 细观摩擦系数对应力应变曲线形态的影响
3.3.3 黏结强度对应力应变曲线形态的影响
3.4 数值模拟实验能量耗散过程
3.5 本章小结
第四章 基于加卸载响应比边坡动力失稳时程分析方法
4.1 基于离散元法边坡失稳过程分析
4.1.1 边坡变形状态
4.1.2 边坡位移图
4.1.3 边坡应力变化图
4.2 地震波加载方式
4.3 加卸载响应比在边坡失稳中可行性分析
4.4 本章小结
第五章 汶川地震诱发牛眠沟滑坡事件的特征响应验证
5.1 各个响应参数仿真结果分析
5.2 以颗粒位移为响应参数
5.3 以颗粒速度为响应参数
5.4 以颗粒不平衡力为加卸载响应参数
5.5 本章小结
结论与展望
本文主要结论
进一步研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用迭代思想标定砂土三轴试验宏-细观参数[J]. 徐国元,孙元鹏. 哈尔滨工业大学学报. 2017(09)
[2]边坡失稳破坏的颗粒流模拟[J]. 万江,温泉,昝世明. 四川建筑. 2017(01)
[3]基于离散元法与有限元法耦合模型的网壳结构倒塌过程分析[J]. 叶继红,齐念. 建筑结构学报. 2017(01)
[4]牛眠沟地震滑坡碎屑化全过程离散元模拟[J]. 毕钰璋,付跃升,何思明,吴永. 中国地质灾害与防治学报. 2015(03)
[5]不同沉积方向各向异性结构性砂土离散元力学特性分析[J]. 蒋明镜,付昌,刘静德,张伏光. 岩土工程学报. 2016(01)
[6]基于离散元法的砂土破碎演化规律研究[J]. 周博,黄润秋,汪华斌,王剑锋. 岩土力学. 2014(09)
[7]层面参数对顺层岩质边坡地震动力破坏过程影响研究[J]. 李祥龙,唐辉明,胡巍. 岩土工程学报. 2014(03)
[8]黄土三轴试验的颗粒流数值模拟[J]. 李识博,王常明,王念秦,王钢城,姚康. 中国公路学报. 2013(06)
[9]地震作用下陡岩崩塌颗粒离散元数值模拟研究[J]. 石崇,王盛年,刘琳. 岩石力学与工程学报. 2013(S1)
[10]牛眠沟流域泥石流形成条件、发展趋势及其防治探讨[J]. 杨志全,廖丽萍,杨万科,胡进. 大地测量与地球动力学. 2011(05)
博士论文
[1]土工问题的颗粒流数值模拟及应用研究[D]. 罗勇.浙江大学 2007
[2]地震荷载作用下顺层岩体边坡变形特征及稳定性研究[D]. 肖克强.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
[3]土体破坏细观机理及颗粒流数值模拟[D]. 曾远.同济大学 2006
硕士论文
[1]基于PFC3D的粗粒土三轴试验细观数值模拟[D]. 张志华.三峡大学 2015
[2]岩质边坡阶梯状滑移机制颗粒流模拟及稳定性研究[D]. 岑夺丰.重庆大学 2013
[3]地震作用下节理岩质边坡稳定性数值模拟研究[D]. 滕光亮.中国地震局兰州地震研究所 2012
本文编号：2938744
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