颗粒劣化效应的堆石料流变细观数值模拟

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (S1): 257-264.

颗粒劣化效应的堆石料流变细观数值模拟

马刚^1，2，周伟^1，2，常晓林^1，2，周创兵^1，2

1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072； 2. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室，武汉 430072

收稿日期:2012-05-08 出版日期:2012-09-11 发布日期:2012-09-21
作者简介:马刚，男，1985年生，博士研究生，主要从事高坝结构数值仿真方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金重点项目资助（No. 50839004）；国家自然科学基金项目资助（No. 50979082）

Mesomechanically numerical simulation of rockfill rheology based on particle deterioration

MA Gang^{1, 2}, ZHOU Wei^{1, 2}, CHANG Xiao-lin^{1, 2}, ZHOU Chuang-bing^{1, 2}

1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 2. Key Laboratory of Rock Mechanics in Hydraulic Structural Engineering of Education Ministry, Wuhan University, Ministry of Education, Wuhan 430072, China

Received:2012-05-08 Online:2012-09-11 Published:2012-09-21

摘要/Abstract

摘要： 堆石料流变的主要机理是由于水位变化、降雨入渗、日晒雨淋等环境因素导致堆石料发生性质劣化，与此同时，颗粒发生高接触应力-破碎和重新排列-应力释放、调整和转移，这一过程由于颗粒的持续劣化而不断重复。在考虑颗粒破碎的堆石体不连续变形分析方法(SGDD)中，引入颗粒强度劣化模型反映颗粒强度随外界环境的持续劣化。应用该方法进行堆石料三轴流变数值试验，模拟结果与室内试验所观察到的规律一致，表明考虑流变效应的SGDD方法抓住堆石料流变的主要机理，适合模拟堆石料的流变变形这一复杂的、非线性演化问题。数值试验结果表明，堆石料随外界环境的劣化程度、劣化速率、母岩强度对宏观流变变形有较大影响。

关键词: 堆石料, 流变, 随机颗粒不连续变形方位, 细观, 数值试验

Abstract: The main mechanism of rockfill rheology can be attributed to the rockfill deterioration due to variation of water level, rainfall infiltration, weathering and other environmental factors. At the same time, the particles have high contact stress-broken and rearrange-stress release, adjustment and transfer, this process incessancy owning to the continuous particle degradation. In the framework of deformable discrete element method, the stochastic granular discontinuous deformation method(SGDD) considering particle breakage is employed with the introduction of the strength degradation model to reflect the particle degradation. The method is employed to rockfill triaxial creep numerical experiments; the simulation results are consistent with indoor test ones. It is shown that the SGDD method considering rockfill creep caught the main mechanism, is suitable for simulation of rockfill creep deformation. Numerical experimental results show that with the external environment the degradation degree, degradation rate, parent rocks intensity has great influence on the macroscopic rheological deformation.

Key words: rockfill, rheology, stochastic granular discontinuous deformation method, mesoscopic, numerical experiment

中图分类号:

TU 45

马刚，周伟，常晓林，周创兵 . 颗粒劣化效应的堆石料流变细观数值模拟[J]. , 2012, 33(S1): 257-264.

MA Gang , ZHOU Wei , CHANG Xiao-lin , ZHOU Chuang-bing . Mesomechanically numerical simulation of rockfill rheology based on particle deterioration[J]. , 2012, 33(S1): 257-264.

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[1]	张峰瑞, 姜谙男, 杨秀荣, 申发义. 冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 509-519.
[2]	刘忠玉, 夏洋洋, 张家超, 朱新牧. 考虑Hansbo渗流的饱和黏土一维弹黏塑性固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 11-22.
[3]	刘泉声, 罗慈友, 朱元广, 蒋景东, 刘鹤, 彭星新, 潘玉丛, . 流变应力恢复法压力传感器传感单元方位布设研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 336-341.
[4]	任青阳, 张黄梅, 刘佳申, . 两种卸荷路径下泥岩流变特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 127-134.
[5]	刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[6]	邓华锋, 支永艳, 段玲玲, 潘登, 李建林. 水−岩作用下砂岩力学特性及微细观结构损伤演化[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3447-3456.
[7]	侯会明, 胡大伟, 周辉, 卢景景, 吕涛, 张帆, . 考虑细观等效热学参数的高放废物处置库围岩应力−渗流−温度耦合模拟方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3625-3634.
[8]	孙博, 杨怀德, 谷玲, 刘跃, 唐碧华, 赵桂连, 张连明. 基于UDEC颗粒模型的不确定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3679-3688.
[9]	刘斯宏, 沈超敏, 毛航宇, 孙屹. 堆石料状态相关弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2891-2898.
[10]	丁艳辉, 张丙印, 钱晓翔, 殷殷, 孙逊. 堆石料湿化变形特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2975-2981.
[11]	张传庆, 刘振江, 张春生, 周辉, 高阳, 侯靖, . 隐晶质玄武岩破裂演化及破坏特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2487-2496.
[12]	张凌凯, 王睿, 张建民, 唐新军, . 考虑颗粒破碎效应的堆石料静动力本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2547-2554.
[13]	孔宪京, 宁凡伟, 刘京茂, 邹德高, 周晨光, . 应力路径和干湿状态对堆石料颗粒破碎的影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2059-2065.
[14]	储昭飞, 刘保国, 任大瑞, 宋宇, 马强, . 软岩流变相似材料的研制及物理模型试验应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2172-2182.
[15]	刘忠玉, 崔鹏陆, 郑占垒, 夏洋洋, 张家超. 基于非牛顿指数渗流和分数阶Merchant模型的一维流变固结分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2029-2038.

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