摘要：针对深海玄武岩岩芯样品在高围压下难以破碎获得的问题,理论分析了金刚石与岩石的相互作用。采用单轴与三轴压缩实验,获得了模拟深海玄武岩的力学参数;基于颗粒流理论,建立了深海玄武岩线性平行黏结颗粒流数值模型,数值模拟高围压下金刚石颗粒破碎玄武岩的过程,获得了金刚石与玄武岩相互作用的动态力学响应规律,初步阐明金刚石破碎玄武岩机理。研究表明,玄武岩颗粒间黏接破坏主要为拉伸失效,玄武岩与金刚石接触力体现为周期应力,玄武岩产生间歇式裂隙扩散。理论分析与仿真结果基本吻合,表明建模与仿真的正确性,为深海便携式取芯钻机设计提供了理论基础与技术依据。

摘要：基于颗粒离散元程序PFC,利用黏结颗粒模型BPM设计了不同位移加载速率的单轴压缩试验,对加载过程中煤岩裂纹扩展情况及破坏形态进行了记录,研究分析了加载速率对煤岩损伤演化规律及声发射特性的影响。结果表明,随着加载速率的增大,煤岩单轴抗压强度及破坏程度增大;加载速率越大,煤岩破坏时的端面效应越大,破坏形态由单一的剪切破坏向多面剪切破坏转变;加载速率对煤岩声发射活动的影响主要集中在应力峰值附近,加载速率越大,煤岩峰值破坏时的声发射活动越剧烈。试验结果可为煤矿及岩体工程的损伤劣化监测提供一定的参考,并且对煤矿安全开采具有重要的指导意义。

摘要：利用压载挤淤理论对深圳港大铲湾三期陆域形成工程及海口马村港区一期工程抛石挤淤堤挤淤深度进行预测研究,比较挤淤深度计算值与实测值;通过理论分析,提出抛石挤淤机理;采用颗粒流理论(PFC)模拟抛石挤淤的施工过程及施工控制条件;比较相同作业条件下不同淤泥层厚度的挤淤深度关系。研究结果表明:挤淤深度计算值明显小于实测值;抛石挤淤机理不仅仅是压载问题,它还包含块石动能冲击和局部应力集中对挤淤深度的影响;在不同抛填强度、块石直径的挤淤深度,其模拟结果与实测结果基本吻合,一次性抛石量越大;块石直径越大,则挤淤深度越大;淤泥层厚度越大,则挤淤深度也越大。

摘要：采用二维颗粒流软件(PFC2D)对水泥冷再生混合料间接抗拉强度开展模拟试验研究。为了对数值试验中细观力学参数的调整提供依据,并分析模拟试验结果的可靠性,首先对水泥冷再生混合料间接抗拉强度开展室内试验,得出宏观力学参数值。然后确定混合料中颗粒的接触本构模型,建立数值试件。进行模拟加载,不断调整细观力学参数值,直到最终模拟试验结果与室内试验结果相吻合,得出最终细观力学参数值。利用得出的细观力学参数,对不同颗粒级配条件下的试件进行模拟试验,通过与室内试验对比,验证模拟试验的可靠性。结果表明:模拟试验中应力增长曲线与室内试验结果基本吻合,数值试验中3组试件的间接抗拉强度值与室内试验实测值得平均误差仅为2.14%;所确定的接触模型和细观力学参数值是准确的,可在相关研究中用模拟试验代替室内试验,提高研究效率;模拟试验真实地展现了试件在荷载作用下内部颗粒的运移情况,揭示了材料强度形成机理和细观力学特征。

摘要：离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计,对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的高效性.研究结果表明:模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值.

摘要：本文对水流垂直方向的堤坝管涌现象分别进行了室内模型模拟和颗粒流模拟实验。在室内模型试验模拟中采用先进的数码成像跟踪设备在细观的尺度上对土样在管涌发生发展的全过程进行了观察和记录,为颗粒流细观模拟提供了必要的细观参数及宏观依据。提出的二维孔隙率与三维孔隙率转换的关系公式很好的将室内模型试验的孔隙率同颗粒流数值模拟结合,运用颗粒流程序采用固液耦合的分析模型对管涌现象作进一步的数值模拟分析。根据模拟结果,分析了管涌产生、发展在颗粒细观尺度的原因,对管涌产生发展中的试样细观变化规律及流速的变化规律进行了分析。这些结果为PFC2D在渗流和渗透破坏等方面的深入研究应用提供了一定的实用依据,同时也为在细观尺度上解释和分析管涌现象提供了一条新的途径。

摘要：结伴是行人运动中的普遍行为,且对行人的整体运动具有显著影响,因此仿真行人运动时,有必要考虑结伴行为.本文以地铁内一般通道为空间背景,首先利用视频观测数据,深入分析了通道内的结伴行为特征.然后,区分普通个体行人、结伴行人及结伴群体中的不同角色(领导者、跟随者),基于社会力模型原理,结合颗粒流理论,建立了包含驱动力、接触力、排斥力3个子模型的行人运动模型,并构建了考虑结伴行为的行人仿真平台.最后,以某一地铁通道作为实例,通过观测数据及对结伴行为的刻画验证了该仿真模型的真实性及有效性,并分析了不同结伴比例对行人流平均速度的影响,得出行人速度随着结伴比例增大而减小的结论.该模型可为进一步完善地铁枢纽的行人运动仿真模型提供理论支持,为通道内行人组织提供帮助.

摘要：提出了新型的桩 桶基础的设计概念,并进行了上拔荷载作用下的数值模拟试验。桩 桶基础是桩和桶的结合,结合了桩基础、桶基础在海洋工程中体现的各自优势。通过颗粒流理论和PFC2D程序,应用细观力学的方法对上拔荷载作用下的桩 桶基础进行了模拟试验,研究了桩 桶基础在客观存在上拔荷载过程中土颗粒的分布及变化、土颗粒的位移与变化,基础的上拔位移与时步关系,土体受上拔荷载影响区域的范围及其变化。根据土颗粒的分布、颗粒的结构、颗粒的位移及其变化,基础位移与时步曲线的凸、凹变化表明了土体的稳定与破坏,判定了基础上拔时的土中滑动破坏面为锥体,综合确定了极限上拔承载力,对基础受荷过程中土颗粒细观结构变化,针对颗粒流仿真试样的细观力学特征与宏观力学响应进行了初步研究并揭示了一些规律。