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基于连续-离散耦合方法的隧道围岩变形破坏分析
1
作者 刘先声 刘洋 +1 位作者 王蔚然 董瑾玥 《兰州工业学院学报》 2025年第1期35-40,共6页
隧道开挖后围岩的变形破坏机理对设计和施工具有重要意义。基于有限差分理论和颗粒流理论,建立二维平面隧道连续-离散耦合数值模型进行分析,分别利用FLAC^(2D)和PFC^(2D)构建连续区域与非连续区域,研究不同围压条件下隧道围岩的变形特... 隧道开挖后围岩的变形破坏机理对设计和施工具有重要意义。基于有限差分理论和颗粒流理论,建立二维平面隧道连续-离散耦合数值模型进行分析,分别利用FLAC^(2D)和PFC^(2D)构建连续区域与非连续区域,研究不同围压条件下隧道围岩的变形特性及破坏机制。结果表明:随着地应力的增长,围岩的变形逐渐加剧,裂纹数量逐渐增多,裂纹的产生先快后慢,从8 MPa到10 MPa地应力条件下的裂纹数量有一个突变的过程,断裂和塌陷主要集中在隧道顶部;围岩的变形和裂纹数量随侧压力系数的增大而增大,当侧压力系数小于1.0时,围岩破坏程度较轻,变形主要集中在隧道两侧;当侧压力系数大于1.0时,围岩的变形程度以及裂纹数量均出现明显增长,破坏主要集中在顶板和底板。 展开更多
关键词 连续-离散耦合 不同围压 破坏 裂纹数量
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基于连续-离散耦合强度折减法的边坡稳定性分析
2
作者 涂义亮 陈晓虎 +3 位作者 王星驰 柴贺军 张立舟 张瑞 《工程力学》 北大核心 2025年第3期238-249,共12页
连续-离散耦合方法同时集成了有限元和离散元的优点,在非连续介质边坡的破坏模式和机理研究中已得到一定应用,但是该方法不能定量分析边坡的稳定性。为了解决此问题,首先开发出一种连续-离散耦合强度折减法,提出了宏、细观强度折减系数... 连续-离散耦合方法同时集成了有限元和离散元的优点,在非连续介质边坡的破坏模式和机理研究中已得到一定应用,但是该方法不能定量分析边坡的稳定性。为了解决此问题,首先开发出一种连续-离散耦合强度折减法,提出了宏、细观强度折减系数关系的建立方法,然后基于某经典边坡算例验证了方法的可行性,并从细观角度上研究了边坡破坏机理和失稳判据,最后讨论了耦合强度折减法最优离散域的选取原则和方法。结果表明:宏、细观折减系数之间满足指数增长关系;从耦合计算位移连续性、边坡安全系数、潜在滑动面多个角度验证了连续-离散耦合强度折减法是可行的,安全系数较其他方法差距最大为5.39%;边坡临界破坏时拉力链数量和颗粒间黏结破坏数量会出现明显的突变,由此提出可将这2种细观上的突变作为新的边坡失稳判据;最优离散域的安全系数较标准值差距仅为0.02%;选取离散域时,应遵循充分发挥离散元优势、权衡数值计算效率、简化数值计算模型等原则,即尽可能穿过边坡潜在滑动面、减少离散域的大小、采用规则和简单的矩形。 展开更多
关键词 边坡 连续-离散耦合 强度折减法 边坡失稳判据 离散域
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基于三维连续-离散耦合模型的门架式双排抗滑桩受力分析
3
作者 沈书拯 江巍 +3 位作者 欧阳晔 谭亿虹 吴剑 陈勇 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期84-94,共11页
使用结构力学计算模型分析门架式双排抗滑桩内力变形,由于引入简化假定在实际工程中存在一定局限。依托湖北省巴东县某建筑边坡工程,以FLAC3D和PFC3D为工具建立包含门架式双排抗滑桩结构和边坡的三维连续-离散耦合分析模型,采用重力增... 使用结构力学计算模型分析门架式双排抗滑桩内力变形,由于引入简化假定在实际工程中存在一定局限。依托湖北省巴东县某建筑边坡工程,以FLAC3D和PFC3D为工具建立包含门架式双排抗滑桩结构和边坡的三维连续-离散耦合分析模型,采用重力增加法获取给定安全系数下的门架式双排抗滑桩的内力变形,并通过对比分析明确排距、桩距和桩径对内力变形的影响。研究表明,连续-离散耦合模型可有效获取桩后土体潜在滑移趋势并考虑桩土相互作用。前后排桩弯矩分布呈现“S”型曲线特征,且前排桩承受更大弯矩。前后排桩侧向位移总体上均由桩底向上逐步增大,前排桩略大于后排桩,但由于连梁约束作用前排桩侧向位移在近桩顶处减小。给定安全系数增大会导致前后排桩弯矩增大和侧向位移非线性增长。排距增大后,前排桩桩顶负弯矩增大,前后排桩桩身正弯矩减小、负弯矩增大。桩距增大对桩顶弯矩影响较小,但会导致前后排桩桩身正弯矩和负弯矩均增大。桩径增大后,后排桩桩顶正弯矩增大,前排桩正弯矩和负弯矩均增大,后排桩正弯矩增大而负弯矩减小。 展开更多
关键词 门架式双排抗滑桩 连续-离散耦合模型 重力增加法 弯矩 侧向位移
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基于离散-连续耦合的岩溶隧道防突岩体安全厚度预测 被引量：1
4
作者 晏启祥 刘琛尧 +3 位作者 孙润方 王绪 谢文清 陈耀 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期90-100,共11页
为有效预防岩溶隧道施工中的突涌水灾害,首先,调研近年来国内岩溶隧道突涌水典型案例,总结隧道突涌水形成机理及其影响因素;其次,建立离散-连续耦合模型并采用多元回归理论的方法,明确防突岩体破坏的判定准则,划分岩溶隧道防突岩体破坏... 为有效预防岩溶隧道施工中的突涌水灾害,首先,调研近年来国内岩溶隧道突涌水典型案例,总结隧道突涌水形成机理及其影响因素;其次,建立离散-连续耦合模型并采用多元回归理论的方法,明确防突岩体破坏的判定准则,划分岩溶隧道防突岩体破坏模式并提出裂缝发育规律;然后,基于对防突岩体最小安全厚度造成影响的各因素,针对溶洞位于隧道上方、下方及侧方3种情况分别建立防突岩体最小安全厚度预测计算式;最后,依托德庆隧道工程进行验证。结果表明:防突岩体破坏模式主要有弯折破坏、整体剪切破坏和复合破坏3种,可基于裂隙发展速度将其破坏过程分为初始阶段、快速发育阶段、平缓发育阶段3个阶段;各因素按影响显著程度由大到小依次为溶腔内水压、围岩黏结参数、溶腔跨度、溶腔高跨比和隧道埋深;计算得到德庆隧道3处施工段的防突岩体最小安全厚度分别为2.964,5.263和0.961 m,突涌水评估结果准确。防突岩体最小安全厚度预测计算式可用于预测并评估岩溶隧道突涌水风险。 展开更多
关键词 岩溶隧道 离散-连续耦合模型 防突岩体 破坏模式 安全厚度
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基于三维离散-连续耦合的岩溶隧道突水破坏模式研究 被引量：2
5
作者 刘琛尧 晏启祥 +3 位作者 孙润方 王绪 邓宝华 陈耀 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期163-171,共9页
岩溶隧道在修建的过程中难以避免接近溶腔甚至高承压水溶腔,而突水破坏极易引发安全事故甚至对隧道产生不可逆的影响,因此对岩溶隧道突水破坏模式的研究有利于解决相关安全问题,并对选线安全具有一定参照意义。通过三维离散-连续耦合数... 岩溶隧道在修建的过程中难以避免接近溶腔甚至高承压水溶腔,而突水破坏极易引发安全事故甚至对隧道产生不可逆的影响,因此对岩溶隧道突水破坏模式的研究有利于解决相关安全问题,并对选线安全具有一定参照意义。通过三维离散-连续耦合数值技术,对微观离散颗粒物理、力学参数进行标定并验证,模拟水压作用下下伏溶腔与隧道仰拱之间的防突岩体垮塌过程。根据试验结果将防突岩体的破坏模式分为3类:剪切破坏模式、弯折破坏模式和复合破坏模式。弯折破坏模式表现为防突岩体中部和两端拉伸裂缝呈贯通状;剪切破坏模式表现为防突岩体两端裂缝呈剪切态;复合破坏模式则同时具有二者的共同特性。3种破坏模式所引起的裂缝发育规律相似,均可分为初始发育、快速发育和平缓发育3个阶段。初始发育阶段时防突岩体所存在的裂缝数量较少;维持水压力防突岩体的裂缝数量突增并进入快速发育阶段;而后防突岩体中的裂缝产生贯通效果进入平缓发育阶段,最终防突岩体整体垮塌。由此得出结论:突水破坏在岩溶隧道中是一个渐变的过程,但对岩溶隧道总体安全性有不可逆的影响。 展开更多
关键词 岩溶隧道 突水灾害 防突岩体 离散-连续耦合
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基于颗粒单元接触的三维离散–连续耦合分析方法 被引量：2
6
作者 吴洋 蔡金轩 +2 位作者 吴斌 毛宁宁 孟凡鑫 《四川建材》 2021年第1期77-78,共2页
通过FLAC^3D6.0软件建立耦合分析模型,分析地表的沉降过程观察微观颗粒结构内部力链的变化和耦合过程中力的传递方式,通过与连续模型变行的对比。说明耦合模型的能够有效的反应地表的变形。对比沉降曲线和受力变化说明耦合合理性。
关键词 离散-连续耦合 沉降变形 FLAC^3D6.0 细观力学
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基于三维离散-连续耦合方法的分层介质中桩端刺入数值模拟 被引量：13
7
作者 周健 黄金 +2 位作者 张姣 郭建军 王连欣 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2564-2571,共8页
使用离散-连续耦合的方法模拟分层介质中桩端的刺入过程,即在桩端刺入影响较大的区域采用离散元模拟,在离桩较远的区域采用连续单元模拟,开发FLAC3D和PFC3D的结合模块,通过交界处离散颗粒与连续单元的相互接触位移作用实现耦合。通过与... 使用离散-连续耦合的方法模拟分层介质中桩端的刺入过程,即在桩端刺入影响较大的区域采用离散元模拟,在离桩较远的区域采用连续单元模拟,开发FLAC3D和PFC3D的结合模块,通过交界处离散颗粒与连续单元的相互接触位移作用实现耦合。通过与有关的数值模拟和离心机试验比较可知,离散-连续耦合方法能高效且合理地模拟分层介质中桩端的刺入过程。研究表明分层介质中桩端刺入存在桩端阻力极限值,上覆软弱层对极限桩端阻的大小的影响效果不明显,但上覆软弱层的存在使得分层介质中桩端阻力达到极限值所需刺入深度远小于纯砂中。综合分析桩端土体宏细观参数的变化规律可得:(1)与桩端接触的土体被逐渐压密,与桩端连成整体,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主;(2)与桩侧接触的土体颗粒,沿刺入方向发生滑动,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主;(3)稍远区域的颗粒受剪胀作用影响剧烈旋转,以斜向下挤扩运动为主。 展开更多
关键词 桩基础 离散-连续耦合 细观力学 分层介质 桩端刺入
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基于连续-离散耦合的边坡稳定性分析研究 被引量：17
8
作者 严琼 吴顺川 +2 位作者 周喻 张铎 宋伟超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期47-56,共10页
以河北省某露天铁矿边坡为工程背景,采用连续-离散耦合数值分析方法,对典型边坡断面进行分步开挖,结合强度折减法,计算分析坡体的变形规律和受力特征。连续、离散网格区域分别采用有限差分FLAC和颗粒离散元PFC进行建模,着重从连续-离散... 以河北省某露天铁矿边坡为工程背景,采用连续-离散耦合数值分析方法,对典型边坡断面进行分步开挖,结合强度折减法,计算分析坡体的变形规律和受力特征。连续、离散网格区域分别采用有限差分FLAC和颗粒离散元PFC进行建模,着重从连续-离散模型的数据一致性,剪应变增量的形成、发展与局部位移的关系,连续-离散介质受力与位移过程,离散体细观破裂与坡体塑性变形等方面,对边坡稳定性的耦合分析方法进行研究,从宏观和细观角度对边坡的失稳机制进行了较为全面的探索。结果表明:(1)计算过程中坡体应力和位移在连续域和离散域保持了较高的一致性,连续-离散耦合分析方法适用于边坡稳定性研究;(2)作为边坡失稳判据的剪应变增量变化过程主要受岩土体水平位移控制;(3)细观破裂机制可有效表征边坡的宏观塑性变形;(4)土体颗粒接触力链的方向改变是土体位移和变形的驱动因素。 展开更多
关键词 边坡 连续-离散耦合 宏细观分析 变形破坏 稳定性 强度折减法
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层状软岩隧道围岩破坏的连续-离散耦合分析 被引量：27
9
作者 徐国文 何川 +1 位作者 汪耀 陈子全 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期966-973,共8页
为了研究层状岩体中隧道开挖后围岩的破坏机理,以汶马高速鹧鸪山隧道为例,基于离散元-有限差分耦合算法,建立了一种新的层状软岩隧道开挖模拟方法,采用该方法对不同地应力场、层理间距等因素影响下围岩的破坏模式进行了数值模拟.研究结... 为了研究层状岩体中隧道开挖后围岩的破坏机理,以汶马高速鹧鸪山隧道为例,基于离散元-有限差分耦合算法,建立了一种新的层状软岩隧道开挖模拟方法,采用该方法对不同地应力场、层理间距等因素影响下围岩的破坏模式进行了数值模拟.研究结果表明:隧道开挖后,应力重分布导致强度较低的层理面首先发生滑移及张开破坏,岩体的滑移及张开使得应力场受到进一步扰动,导致层间岩体产生拉裂破坏;同种水平应力条件下,随着侧压力系数的减小,岩体产生的微裂纹不断增多.当侧压力系数为1.00、0.80、0.67、0.57、0.50时,微裂纹总数分别为304、391、602、999、1 240;当层理间距为0.6 m时,层理对围岩破坏形态起控制作用;随着层理间距从0.6 m增加至1.2 m,层理对围岩破坏模式的控制作用减弱,围岩的破坏形态与均质围岩相似. 展开更多
关键词 层状岩体 软岩 破坏特征 连续-离散耦合分析
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基于三维离散-连续耦合方法的堤防工程渗透变形数值模拟方法 被引量：13
10
作者 倪小东 朱春明 王媛 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S1期159-165,共7页
针对单独采用连续体法或离散元法分析堤防工程渗透变形的不足,提出了一种三维离散–连续耦合方案用于开展渗流应力耦合分析。采用有限差分法(FLAC)分析全域渗流场,采用离散单元法(PFC)进行渗透变形关键区细观力学分析,依托于ITASCA系列... 针对单独采用连续体法或离散元法分析堤防工程渗透变形的不足,提出了一种三维离散–连续耦合方案用于开展渗流应力耦合分析。采用有限差分法(FLAC)分析全域渗流场,采用离散单元法(PFC)进行渗透变形关键区细观力学分析,依托于ITASCA系列软件的Socket I/O接口,进行二次开发,实现程序间关键信息动态实时交换。首先通过算例验证了该方法的有效性,随后结合相似准则,建立堤防离散-连续耦合模型,对堤防渗透变形问题进行分析,通过对薄弱区复杂水土相互作用进行实时跟踪,可以揭示渗透变形发展过程中系统几何特性和水力特性的非线性动态变化过程和相互影响特性。研究成果表明该三维耦合模型将对大型涉水岩土工程渗透破坏细观研究具有积极的促进作用。 展开更多
关键词 渗透变形 离散-连续耦合分析 宏细观 渗透系数
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基于离散-连续耦合方法的隧道压力拱特性研究 被引量：6
11
作者 高峰 谭绪凯 +2 位作者 陈晓宇 丁其乐 李星 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期218-225,共8页
隧道压力拱问题一直是隧道工程研究的关键问题,目前常用的连续介质数值模拟方法对于隧道压力拱特性的微观研究有所欠缺,而擅长微观力学研究的离散元数值模拟方法对计算机存储空间和计算时间的要求太高。基于现有离散-连续耦合思路,通过... 隧道压力拱问题一直是隧道工程研究的关键问题,目前常用的连续介质数值模拟方法对于隧道压力拱特性的微观研究有所欠缺,而擅长微观力学研究的离散元数值模拟方法对计算机存储空间和计算时间的要求太高。基于现有离散-连续耦合思路,通过力的传递实现离散-连续模型的耦合;研究了耦合算法中的平均应力计算方法、平均应力计算区域面积及耦合程序遍历颗粒方法;基于自行开发优化的离散-连续耦合程序,模拟了隧道开挖后的围岩受力特性,研究了隧道压力拱形成机理及压力拱特性;计算了埋深分别为10 m,14 m,18 m,22 m,26 m,30 m和34 m情况下的隧道开挖产生的压力拱应力集中等效区域,揭示了隧道压力拱随着隧道埋深的变化规律。研究结果表明,自行开发优化的离散-连续耦合程序能在保证计算精度的前提下,充分发挥离散元方法在微观力学研究方面的优势;隧道开挖后,开挖面周边范围出现层状压力环,但在拱顶和仰拱底附近区域的围岩压力环的环间接触力降低,围岩承载能力急剧降低,形成压力拱;随着隧道埋深的增加,隧道压力拱应力集中等效区域减小,隧道周边围岩的压力拱承载能力越来越大;但当隧道埋深达到一定界限后,隧道压力拱高度趋于稳定。 展开更多
关键词 离散-连续耦合模型 隧道压力拱 隧道埋深 压力拱应力集中等效区域 力的传递路径 PFC2D
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基于离散-连续耦合方法的圆砾地层超深地连墙施工力学行为研究 被引量：4
12
作者 申玉生 甘雨航 +4 位作者 资晓鱼 董俊 闵鹏 张逸飞 王进 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2022年第5期251-261,共11页
依托昆明轨道交通4号线火车北站工程(三线换乘站),推导了离散元-有限差分耦合算法,并对圆砾地层中单幅超深(70 m)地下连续墙施工全过程的力学行为展开研究。结果表明:超深地下连续墙成槽施工阶段地层水平应力与竖向应力不同程度下降,槽... 依托昆明轨道交通4号线火车北站工程(三线换乘站),推导了离散元-有限差分耦合算法,并对圆砾地层中单幅超深(70 m)地下连续墙施工全过程的力学行为展开研究。结果表明:超深地下连续墙成槽施工阶段地层水平应力与竖向应力不同程度下降,槽壁向槽内卸荷变形,黏性土层在槽段拐角附近有土拱形成,区域内应力增加,圆砾地层土拱效应不明显;成槽阶段槽壁累计水平变形由大到小依次为圆砾地层、下伏地层、上覆土体,水平最大位移约为15.8 mm,最大地表沉降约为9 mm;在混凝土浇筑阶段,地层应力在混凝土压力挤压作用下均出现不同程度增长,槽壁向槽外反向内挤变形,地表向上隆起变形,并在混凝土硬化阶段逐渐收敛;研究成果应用于实际工程取得了良好成槽效果,可为同类地下连续墙设计施工提供一定参考。 展开更多
关键词 地铁工程 施工力学行为 离散-连续耦合方法 地下连续墙 圆砾地层
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基于三维离散-连续耦合方法的NPR锚索-围岩相互作用机理研究 被引量：12
13
作者 胡杰 何满潮 +2 位作者 李兆华 张龙飞 冯吉利 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期27-34,共8页
恒阻大变形(NPR)锚索作为一种高效的吸能锚索已广泛应用于边坡和采矿工程的加固和监测预警中。NPR锚索工作时的径向膨胀特性将影响整个锚固系统的性能。因此,基于离散元法(DEM)-有限差分法(FDM)耦合方法对静力拉伸作用下NPR锚索-围岩的... 恒阻大变形(NPR)锚索作为一种高效的吸能锚索已广泛应用于边坡和采矿工程的加固和监测预警中。NPR锚索工作时的径向膨胀特性将影响整个锚固系统的性能。因此,基于离散元法(DEM)-有限差分法(FDM)耦合方法对静力拉伸作用下NPR锚索-围岩的相互作用机理进行分析。NPR锚索考虑为连续单元体,围岩和锚固材料由离散球体单元表征,将整个NPR锚固系统实现了离散元法与有限元法耦合模拟。围岩的离散元细观参数得到校准,NPR锚索的有限差分宏观参数由相应的静力拉伸室内试验进行验证。通过分析数值结果,对NPR锚索与NPR锚固系统的恒阻力进行了比较;描述了锚索-围岩界面的正应力与切应力的分布特征;此外,对锚固剂与围岩的破坏模式进行了细观研究。研究结果描述了NPR锚索与围岩的相互作用并揭示了NPR锚索的特殊锚固机理,可用于预测和提高NPR锚索锚固系统的性能。 展开更多
关键词 恒阻大变形锚索 锚索-围岩相互作用 离散-连续耦合方法 静力拉伸试验 细观力学
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基于三维连续-离散耦合方法在边坡稳定中的应用
14
作者 熊鑫 黄鹤 《港工技术》 2022年第3期30-34,共5页
以西南山区某高速公路路基边坡为背景,对三维连续-离散耦合技术在路基开挖与支护上的应用进行了探索,结果表明:将连续-离散耦合技术应用到三维工程岩土体开挖与支护是可行的,耦合域的位移和应力数据保持了较高的连续性;以实验室宏观力... 以西南山区某高速公路路基边坡为背景,对三维连续-离散耦合技术在路基开挖与支护上的应用进行了探索,结果表明:将连续-离散耦合技术应用到三维工程岩土体开挖与支护是可行的,耦合域的位移和应力数据保持了较高的连续性;以实验室宏观力学参数为基准,以连续域和离散域应力和位移场一致性为目标,是细观参数标定可行的方法;根据挡土墙材料上部受拉及边坡失稳情况下滑坡位置处拉剪破坏次序等细观机理,提出上部加密锚索并跨越冲剪破坏不利位置的支护方案,为以后的类似工程提供借鉴经验。 展开更多
关键词 路基边坡 三维连续-离散耦合 挡土墙 支护 拉剪破坏
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基于连续-离散耦合数值分析的盾构隧道地层扰动区域分布特征研究 被引量：2
15
作者 焦安亮 贺可强 +4 位作者 VICTOR Kuzin 黄延铮 王慧康 郑元勋 张鹏 《施工技术（中英文）》 CAS 2022年第22期132-135,145,共5页
采用连续-离散耦合数值分析方法对超推进、欠推进及土量平衡掘进状态下盾构前方地层扰动特征进行研究。研究结果表明,超推进状态下盾构前方地层受到挤压破坏,掘进面出现被动失稳破坏;欠推进状态下前方地层出现大位移沉降,发生主动失稳破... 采用连续-离散耦合数值分析方法对超推进、欠推进及土量平衡掘进状态下盾构前方地层扰动特征进行研究。研究结果表明,超推进状态下盾构前方地层受到挤压破坏,掘进面出现被动失稳破坏;欠推进状态下前方地层出现大位移沉降,发生主动失稳破坏;土量平衡状态下盾构造成的地层扰动均控制在盾构开挖面周围一定范围内,在较远的区域影响较小。3种掘进状态下形成的破坏区域分布规律均符合掘进面失稳破坏理论,验证了采用连续-离散数值耦合方法模拟盾构掘进中地层扰动特性的适用性。 展开更多
关键词 隧道工程 连续-离散耦合 数值模拟 掘进 地层扰动
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基于连续-离散耦合的公路拓宽路基变形及换填处治宏细观分析 被引量：19
16
作者 严琼 乔可帅 +1 位作者 陈钒 张铎 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期26-33,共8页
公路拓宽改建是适应交通运输能力增长的重要应对措施,而由于新旧路基材料性质不同导致的差异沉降和路基稳定性是该类工程建设过程中需重点关注的关键问题。针对公路拓宽改建的工程问题,采用连续-离散耦合数值分析方法,对路堤边坡断面建... 公路拓宽改建是适应交通运输能力增长的重要应对措施,而由于新旧路基材料性质不同导致的差异沉降和路基稳定性是该类工程建设过程中需重点关注的关键问题。针对公路拓宽改建的工程问题,采用连续-离散耦合数值分析方法,对路堤边坡断面建立二维模型,连续、离散网格区域分别采用有限差分连续元和颗粒离散元进行建模。基于模型不平衡力变化规律、细观接触力链与宏观变形特征、细观配位数与土体沉降机理等模拟结果,从宏观和细观两个角度协同分析拓宽路堤差异沉降及其对路基变形的影响,并针对采用轻质土方式进行道路拓宽的工程效果进行了模拟分析。结果表明:(1)细观颗粒的不平衡单元面积比参数可与宏观不平衡力共同判定计算模型的收敛性及计算结果的合理性;(2)路基拓宽前后,细观接触力的分布规律可表明土体宏观位移变化的发展方向;(3)模型中细观颗粒在计算过程中的配位数变化可解释土体沉降变形机理;(4)采用轻质土换填方式拓宽路基,可大幅减少路基的沉降变形及新旧路堤的差异沉降,表明该技术应用于软土区域的公路拓宽工程具有显著优势;(5)连续-离散耦合分析方法可反映公路路基变形破坏的力学机制及差异沉降产生的内在本质,可在岩土工程灾害防控措施及其机理研究方面进一步推广应用。 展开更多
关键词 道路工程 道路拓宽 连续-离散耦合 土体变形 轻质土
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关于隧洞围岩破坏特征的连续-离散耦合分析 被引量：1
17
作者 刘绍兴 任红磊 《科技和产业》 2021年第9期139-142,共4页
为探究不同侧压系数下断面形状对隧洞破坏特征的影响,基于齐热哈塔尔地区地质条件,构建连续-离散耦合数值模型,从洞室围岩塑性区演化、洞室围岩位移及裂纹发育状态进行探讨。结果表明:断面形状相同时,随着侧压系数的增加,洞室顶底板塑... 为探究不同侧压系数下断面形状对隧洞破坏特征的影响,基于齐热哈塔尔地区地质条件,构建连续-离散耦合数值模型,从洞室围岩塑性区演化、洞室围岩位移及裂纹发育状态进行探讨。结果表明:断面形状相同时,随着侧压系数的增加,洞室顶底板塑性区变化较为明显,且位移集中区域由两帮转移至顶底板;洞室顶底板始终为拉剪复合破坏,而两帮则随着侧压系数的增加由张拉破坏变为拉剪复合破坏;侧压系数一定时,圆形断面洞室破坏程度最小。 展开更多
关键词 侧压系数 断面形状 连续-离散耦合 塑性区演化 洞室围岩位移 裂纹发育
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软土地基加筋土挡墙二维离散-连续耦合模拟 被引量：5
18
作者 陈建峰 郑希 +1 位作者 李辉利 周健 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第S2期33-36,共4页
本文对一软土地基上土工格栅反包直立墙面加筋土挡墙进行数值模拟,挡墙部分采用离散元模拟分析,软土地基部分采用有限差分法模拟分析。通过PFC和FLAC的Socket I/O接口,实现二维离散-连续耦合分析。采用该离散-连续耦合方法对静载下加筋... 本文对一软土地基上土工格栅反包直立墙面加筋土挡墙进行数值模拟,挡墙部分采用离散元模拟分析,软土地基部分采用有限差分法模拟分析。通过PFC和FLAC的Socket I/O接口,实现二维离散-连续耦合分析。采用该离散-连续耦合方法对静载下加筋土挡墙的变形、颗粒位移场、土压力分布进行细观分析,并与相似比例模型试验实测结果进行比较,数值模拟结果与实测结果比较一致,表明该耦合分析方法是合理的。 展开更多
关键词 软土地基 加筋土挡墙 离散-连续耦合 模型试验
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基于离散-连续耦合法的埋地管道受荷过程模拟分析
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作者 侯超群 程一朋 +2 位作者 李永鑫 孙志彬 蒋逍文 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期96-103,共8页
为了从宏、细观角度反映出埋地管道管周土体的承载特点,文章采用离散-连续界面耦合数值模型对埋地管道受荷过程进行模拟分析,其中管周填土采用离散单元法进行模拟,埋地管道及原状土基采用有限差分单元法进行模拟。结果表明:随着荷载或... 为了从宏、细观角度反映出埋地管道管周土体的承载特点,文章采用离散-连续界面耦合数值模型对埋地管道受荷过程进行模拟分析,其中管周填土采用离散单元法进行模拟,埋地管道及原状土基采用有限差分单元法进行模拟。结果表明:随着荷载或埋深的增大,管顶受压产生压缩变形,管顶土体发生“压力拱效应”,引起管周土压力重分布;耦合模型水平位移场显示埋地管道在受荷过程中管侧回填土及原状土基能够分担和转移外荷载;管周土体的细观接触力链分布形态与管顶土压力的分布规律形成相互印证。 展开更多
关键词 埋地管道 离散-连续耦合法 接触力链 离散元
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堆积体边坡动力响应离散-连续耦合分析
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作者 赵峰 《中国水运（下半月）》 2023年第6期138-140,共3页
西南地区特殊的地质结构以及人类工程活动及自然气候因素影响造成该区域滑坡地质灾害分布较为集中,针对该地区滑坡的发育规律与稳定性开展研究显得尤为重要。以某大型堆积体边坡为例,采用离散-连续耦合方法对该边坡的动力响应特征进行... 西南地区特殊的地质结构以及人类工程活动及自然气候因素影响造成该区域滑坡地质灾害分布较为集中,针对该地区滑坡的发育规律与稳定性开展研究显得尤为重要。以某大型堆积体边坡为例,采用离散-连续耦合方法对该边坡的动力响应特征进行了探讨。结果表明:当地震强度逐渐增大时,堆积体前部首先发生滑动,边坡后援开始出现拉应力;随着强度进一步增大,滑坡出现整体失稳。且通过离散-连续耦合方法进行边坡动力分析是一种可行的方法,能够体现出岩体在大变形下的破坏形态。该方法可以为之后学者研究边坡动力响应问题提供借鉴。 展开更多
关键词 边坡 堆积体 动力响应 离散-连续耦合方法 稳定性分析
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