国家教育部博士点基金(20100072110048)
- 作品数：31 被引量：251H指数：11
- 相关作者：蒋明镜孙渝刚朱方园张望城张伏光更多>>
- 相关机构：同济大学教育部西澳大利亚大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家杰出青年科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球理学交通运输工程更多>>
- 不同胶结厚度下粒间胶结力学特性的试验研究被引量：30
- 2013年
- 为研究胶结物厚度对粒间胶结强度的影响,在蒋明镜等[1-4]已完成的0.6 mm厚度的环氧树脂和水泥微观胶结模型试验基础上,进一步选取1.0 mm和1.5 mm两种胶结厚度,通过一系列接触力学特性测试,并结合0.6 mm厚度的试验数据,分析了在不同胶结厚度和不同胶结物类型下,粒间胶结强度指标的变化规律。试验结果表明:随着胶结厚度的增加,峰值抗拉荷载增大,峰值抗压荷载减小;同一胶结厚度下,随着法向压力的增大,两种胶结物的峰值抗剪和抗扭荷载均先增大后减小,而同一法向压力下,随着胶结厚度的增加,二者的峰值抗剪和抗扭荷载均随之减小。在三维应力空间中(法向压力-扭矩-剪力),两类胶结强度包线分别为水滴状、橄榄球状且随胶结厚度的增加而缩小,但形状不发生变化。
- 蒋明镜周雅萍陈贺
- 关键词：胶结材料力学特性试验
- 试验反压对深海能源土宏观力学特性影响的离散元分析被引量：9
- 2013年
- 在饱和土体三轴试验中,反压常被用于提高试样饱和度,其对常规土体强度特性无影响已广为认同,而已有试验资料表明反压对深海能源土强度、弹性模量等宏观力学参数均存在一定影响,成为困扰国际岩土界的一个难题。首先探讨了试验反压对能源土力学特性的影响机理,通过引入能源土微观接触模型的离散元双轴试验检验上述机理的合理性;然后结合20组离散元双轴试验,进一步探究能源土宏观力学特性随反压的变化规律。结果表明:试验反压对能源土力学特性的影响与水合物作用相关;反压能提高能源土强度,使应变软化和剪胀特性更加明显,并对其弹性参数有一定的影响;试验反压较大时,反压变化对能源土强度参数的影响难以忽略,但对弹性参数的影响可忽略。
- 蒋明镜朱方园申志福
- 关键词：天然气水合物力学特性
- 素混凝土桩复合地基承载机理的离散元分析被引量：8
- 2012年
- 采用二维离散单元法模拟了素混凝土桩复合地基的浅层平板载荷试验。将数值试验结果与现场试验结果对比,以验证离散单元法的适用性,并基于加载过程中地基土体的宏微观响应,分析复合地基的破坏机理。分析结果表明:土体的转动场、应力偏转等变化较大的区域主要集中在直接承载的桩体周边区域,越向外侧所受影响越小;当荷载超过地基极限承载力时,复合地基发生冲切破坏,桩端发生刺入破坏;桩顶荷载、桩侧阻力、桩端阻力、桩土应力比与沉降的变化规律与现场试验结果相似,说明采用离散元法分析素混凝土桩复合地基的承载机理是可行的。
- 蒋明镜周雅萍朱方园肖俞陈双林
- 关键词：素混凝土桩复合地基离散元法
- 荷载和水作用下结构性黄土破损规律的离散元分析被引量：4
- 2014年
- 采用离散元法(DEM)分析了增减荷和增湿作用下结构性黄土的破损规律。首先,给出了定义在离散介质上的破损参数表达式并介绍了已有代表性结构性土本构模型中破损参数的函数形式;其次,根据离散元微观测试技术获得了加减荷和增湿数值试验中破损参数的变化规律,检验了已有代表结构性土本构模型中破损规律的函数形式,给出了其与宏观量如应力和应变的函数关系,最后建议了多种应力路径和增湿路径下破损参数的计算公式,这些公式中参数较少,并且能较好地反映荷载和水作用下结构性黄土破损参数的变化规律。
- 蒋明镜胡海军
- 关键词：黄土本构模型离散元
- 考虑水合物胶结厚度的深海能源土粒间胶结模型研究被引量：10
- 2014年
- 天然气水合物被公认是解决当前能源危机的潜在新型能源而备受关注。含水合物的海底土体称为深海能源土。水合物在能源土中有不同的赋存形式(如填充型水合物和胶结型水合物等),由于胶结型水合物对整体强度的贡献比其他存在形式更大,尤其是饱和度较低的情况。针对于胶结型水合物的赋存形式进行研究,水合物作为胶结物质存在于土颗粒之间,胶结厚度会在一定范围内变化。为真实地反映此现象,通过对能源土试样的电镜扫描图片整理分析,获得水合物饱和度与粒间胶结厚度的函数关系。基于前期已经完成的不同粒间胶结厚度下胶结力学特性的试验研究成果,为探究胶结厚度变化对能源土体宏观力学特性的影响,建立了考虑水合物胶结厚度的能源土粒间胶结模型,并介绍此模型中相关胶结参数及其确定方法。
- 蒋明镜贺洁周雅萍
- 关键词：水合物
- 镇江圌山绍隆禅寺'活地'成因被引量：1
- 2012年
- "活地"是宗教的传奇,而由于以往知识与技术的限制以及宗教圣地的"不可侵犯性","活地"也成了大自然的千年未解之谜。通过现场考察和资料调研,明晰了"活地"所在地区的地质构造特征。采用高频率表面波监测、分析技术,通过现场试验,研究了"活地"附近地表浅层岩土体分布情况。采用图像分析技术,经室内试验研究得出了"活地"及周围地区出露岩石的矿物组成。最终,对于"活地"的成因提出以下看法:1.否定了地下深层生长性岩脉诱发"活地"现象的观点;2.膨胀岩及膨胀土吸水膨胀对"活地"的隆升有一定作用,但这不是"活地"的主要诱因;3.提出"活地"是岩石风化作用及特殊地理环境综合作用结果的观点:风化作用使岩体疏松、体积增大,地面隆起;两侧山体运动对其交界处岩石产生挤压作用,为"活地"的持续隆升提供动力源。
- 蒋明镜刘静德肖俞胡海军武晓光汤菲
- 关键词：矿物成分
- 基于微观力学的胶结岩土材料破损规律离散元模拟被引量：9
- 2013年
- 采用离散元法(DEM)研究胶结岩土材料在不同加载条件下的结构破损规律。首先,基于微观力学理论,考虑胶结岩土材料颗粒间胶结特性,给出表征结构性损伤的破损参数式。该式具有微观物理意义,但不能直接用于建立宏观本构模型。其次,采用二维离散元源程序NS2D模拟等向压缩、等应力比压缩以及双轴压缩试验,分析破损参数在不同加载条件下随宏观力学变量(体积应变和剪应变)的演变规律。最后,根据模拟结果提出破损参数数学表达式,其为大主应变的函数。研究结果表明:胶结强度、应力比以及围压均在一定程度上影响了数值试样的结构破损规律。在等向压缩和等应力比压缩试验中,容易用函数式描述数值试样破损参数随体积应变或偏应变的演变规律;而在双轴压缩条件下,由于数值试样有剪胀特性,破损参数随体积应变的演变规律则不易描述。建议的破损参数数学表达式能够较好地描述数值试样在不同加载条件下结构破损规律。
- 蒋明镜孙渝刚张伏光
- 关键词：本构模型离散元法
- 甲烷水合物三维离散元模拟参数反演初探被引量：8
- 2014年
- 含填充型水合物的砂性能源土可视为特殊的散粒体材料(砂粒和水合物颗粒混合物),具有明显的非连续特征。在离散元中若采用团粒(胶结成团的颗粒组)模拟填充水合物颗粒则需合理确定团粒结构内颗粒间胶结模型参数。为此,基于前人的室内纯水合物三轴试验资料进行离散元建模与参数反演。结果表明,宜采用松散且颗粒间摩擦系数较小的试样模拟水合物块体,当颗粒间摩擦系数小于等于0.04时,可确保无胶结试样的内摩擦角小于室内试验获得的纯水合物内摩擦角。胶结刚度只需在较小范围变化即可反映相同温度不同围压条件下的弹性特性,且微观刚度参数与胶结强度参数的相互作用较小,可以假定二者相互独立。通过选取不同的微观胶结强度值进行不同围压下的三轴压缩试验,建立微观胶结强度参数与宏观参数(内摩擦角和黏聚力)之间的关系,从而确定与室内试验强度特性相符合的微观胶结强度值,实现甲烷水合物三轴试验离散元模拟;由体变规律可知,甲烷水合物在发生剪胀前均存在一个初始的体积收缩阶段,且剪胀特性随着围压的减小而呈现增强趋势。通过微观变量颗粒接触方向组构的分布图可知,随着轴向应变增大,颗粒间接触主方向朝竖直方向偏转,表现出明显的各向异性特性。随着轴向应变的增大,颗粒间胶结残余率变小,表明试样逐步破坏。
- 蒋明镜贺洁申志福
- 关键词：甲烷水合物离散单元法参数反演各向异性
- 3种胶结岩土材料本构模型中破损规律的离散元验证被引量：6
- 2013年
- 采用离散元法(DEM)对胶结岩土材料本构模型中的破损规律进行验证。首先,根据胶结颗粒间胶结特性,建立适用于胶结颗粒的微观理论;其次,基于该微观理论,给出3种经典胶结岩土材料本构模型破损参数的微观解释;最后,对数值试样进行等向压缩、等应力比压缩及双轴压缩试验的离散元数值模拟,并对比验证数值试样破损规律的模拟结果与本构模型的预测结果。结果表明:采用DEM对胶结岩土材料本构模型的破损规律进行验证是可行的。3种加载条件下,扰动状态模型假定的破损规律同模拟结果均较为一致;Nova模型在双轴压缩试验条件下的预测结果同模拟结果存在很大差异;而上负荷面剑桥模型假设的破损参数则不能很好描述上述加载条件下数值试样的破损规律。
- 蒋明镜张伏光孙渝刚
- 关键词：本构模型离散元
- 不同温压环境下深海能源土力学特性离散元分析被引量：5
- 2014年
- 深海能源土宏观力学特性与所处温度与水压环境密切相关,明晰温压对能源土力学特性的影响对水合物的安全开采具有重要意义。首先,介绍深海能源土的温度–水压–力学微观胶结模型,用以描述能源土粒间的水合物胶结接触力学特性;其次,将该模型导入至离散元商业软件PFC2D中,开展不同温度与水压环境下的离散元双轴试验;最后,结合离散元双轴试验结果及同已有室内试验结果的对比分析,探讨温度与水压对深海能源土宏观力学特性的影响规律和微观作用机理。结果表明:引入胶结模型的离散元双轴试验可较好地描述深海能源土强度、变形等力学特性随温度与水压的变化关系;温度与水压影响深海能源土宏观力学特性的微观机理是颗粒间水合物胶结强度与刚度同温度与水压间的相关性;建议采用温压距离参数L(在无量纲化的温度–水压坐标平面内,水合物赋存温度与水压点至其相平衡线的最小距离)评价实际复杂温压场下的深海能源土宏观力学特性。
- 蒋明镜朱方园
- 关键词：离散单元法
