基于离散元方法的堰塞体堆积性质研究

发布时间：2023-06-04 22:05

　　天然堰塞湖容易溃决形成洪水威胁下游群众的生命安全。本文对堰塞体的内部堆积性质进行研究，对堰塞体除险加固具有非常重要的意义。 首先回顾了相关的四个方面的研究现状，包括实地勘测研究、实验研究、理论研究、数值模拟研究。发现离散元方法最为有效，而且此方面研究较少。所以决定采用离散元方法研究堰塞体堆积性质。 介绍了离散元程序PFC3D的基本理论和方法，并以这些理论背景为基础，构建了离散元模型，对不同坡高、不同坡角下形成的颗粒堆积体进行了模拟。通过分析不同条件下形成的堆积体的堆积形态、内部截面、平均粒径分布、固相分数，并构建了分选系数这一参数对堆积体的均匀程度进行描述，同时也分析了颗粒流流动过程，得到了以下结论： （1）粒径分布。堆积体中大颗粒主要分布于靠近表面和对岸坡的区域；坡角不变的情况下，随着坡高的增大，堆积体越不均匀；相同坡高的情况下，随着坡角的增加，堆积体不均匀程度降低；边壁对堆积体的影响较小；坡高较大时，堆积体内部颗粒粒径分布有两种类型。 （2）分选系数。分选系数越大堆积体越不均匀。大颗粒组的分选系数要大于小颗粒组的分选系数，而中间颗粒组的分选系数最小；坡高较小时，分选系数随坡高的增加...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 实地勘测研究
        1.2.2 实验研究
        1.2.3 理论研究
        1.2.4 数值模拟研究
        1.2.5 研究现状总结
    1.3 研究方法与研究内容
    1.4 论文结构安排
第2章 颗粒流程序 PFC3D理论与方法概述
    2.1 PFC3D基本假设与方法
    2.2 力-位移定律
    2.3 运动定律
    2.4 机械阻尼
        2.4.1 局部阻尼
        2.4.2 粘性阻尼
    2.5 接触模型
        2.5.1 接触刚度模型
        2.5.2 滑动模型
    2.6 本章小结
第3章 滑坡堆积模型构建
    3.1 模型几何参数
    3.2 颗粒材料组成
    3.3 颗粒参数选取
    3.4 本章小结
第4章 堆积体性质模拟结果分析
    4.1 形成过程
    4.2 堆积形态
        4.2.1 不同坡高下的堆积形态
        4.2.2 不同坡角下的堆积形态
    4.3 内部结构
        4.3.1 堆积体剖面图
        4.3.2 堆积体三维透视图
        4.3.3 堆积体内部结构特征
    4.4 平均粒径分布
        4.4.1 计算方法
        4.4.2 不同计算条件下平均粒径分布
    4.5 固相分数分布
        4.5.1 计算方法
        4.5.2 固相分数分布
        4.5.3 不同颗粒组归一化固相分数
    4.6 分选系数
        4.6.1 计算方法
        4.6.2 不同计算条件下的分选系数
    4.7 本章小结
第5章 颗粒流动过程分析
    5.1 颗粒流流态分析
    5.2 颗粒流分选过程
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3831107