位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
三维离散元大尺度模拟中变粒径方法的优化及其应用
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU43[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]上海海事大学海洋科学与工程学院,上海201306, [2]中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海200120
  • 相关基金:国家自然科学基金青年基金项目(51208294);上海市教委一流学科建设项目:2013年上海市研究生教育创新计划实施项目(20131129);上海市教委科研创新项目(15zz081):上海海事大学学术创新团队(A2-0201150404)
中文摘要:

在已有的变粒径建模方法基础上,针对不同粒径区宏观弹性不一致和界面区大小颗粒互相渗入两个问题进行优化。通过在近场核心区域采用小粒径颗粒模拟真实土颗粒,远场边界区域逐级放大颗粒粒径,不同粒径之间采用相同密实度的混合粒径模拟,实现三维大尺度离散元模拟,以减少模拟颗粒数量提升运算速度。基于宏观弹性一致条件,建立静力条件下几何上等比例放大颗粒体系的颗粒材料参数尺度关系,并满足应力、应变和应变能一致性,通过三轴模拟验证了宏观弹性一致性。在变粒径交界处设置密实度与均一颗粒区一致的混合层有效防止大小颗粒互相渗入,变形特性与均一颗粒区趋于一致,并提出了两种粒径颗粒混合生成特定密实度的方法。最后,通过模拟静力触探试验(CPT),表明该方法的有效性。该方法可为三维离散元模拟工程大尺度问题提供新途径。

英文摘要:

A refinement method is proposed to solve the difference in the macroscopic elasticity and the interpenetration in interface area between different particle-size areas in the DEM. In simulations of 3D DEM large-scale problems, small balls are used in the near field core area to simulate the real soil, while the far field boundary regions are filled with larger balls. In addition, a mixed area is set between different particle-size areas with the same relative density. The number of particles in the model can be reduced enormously, which improves largely the calculation efficiency. For scaling particle systems, the scale relationship is established on the static condition by the identical macro elasticity of uniform granules. The relationship satisfies the consistency of stress, strain and strain energy. The results of a series of triaxial test simulations verify the uniformity of macro elasticity. A method to generate a certain density mixture with two different particle sizes is proposed. The results of DEM simulations illustrate that the deformation property of mixed area is consistent with that of the uniform particles. Finally, the results of cone penetration test simulations show that the proposed method is effective. This study may provide a new approach to the application of 3D discrete element modelling in the large-scale geoteehnical engineering.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826