国家自然科学基金(50909040)
- 作品数：9 被引量：62H指数：5
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- 爆炸荷载作用下饱和土体的液化特性分析被引量：1
- 2012年
- 为了研究饱和土体在爆炸冲击荷载作用下的液化特性,在LS-DYNA软件框架内,建立了适合于爆炸荷载作用下土体动力分析的实用模型,并对某爆炸液化现场试验进行了数值模拟。模拟得到的孔压时程与试验结果基本一致,表明数值手段能够较好地预测土体在爆炸荷载作用下孔压的发展规律。同时,通过数值模拟结果还可以发现,爆炸荷载作用下土体可能发生液化的区域远大于爆炸直接冲击导致结构破坏的区域。因而,在防护结构设计中,不仅要考虑结构本身的强度是否满足抗爆设计的要求,还要考虑由于周围土体液化导致的地基失效而造成的结构失稳破坏。
- 张智超刘汉龙刘军
- 关键词：爆炸荷载饱和土体液化孔隙水压力
- 孔隙水压力及炸药埋深对堤坝爆炸效应的影响分析被引量：7
- 2012年
- 爆炸荷载作用下的堤坝破坏形态研究在国防以及工程应用中都具有重要意义。为了研究堤坝在不同爆炸工况下产生的破坏形态,在LS-DYNA软件框架内,建立了适合于爆炸荷载作用下土体动力分析的实用模型,并基于多物质ALE法,对均质土坝遭受爆炸袭击开展了仿真分析,得到了不同炸药埋深以及不同孔隙水压力上升程度下的堤坝爆炸弹坑形态。结果表明,随着炸药埋深的增加,堤坝弹坑尺寸具有增大的趋势,但当埋深超过一定范围,则无法形成弹坑;同时,爆炸荷载作用下含水土体的孔隙水压力发展对弹坑的形成具有重要影响,孔隙水压力上升程度越强,产生的弹坑尺寸就越大。研究结果可以为堤坝抗爆安全设计以及爆破拆除堰塞坝等工程提供参考。
- 张智超陈育民刘汉龙王维国
- 关键词：爆炸荷载孔隙水压力堤坝安全
- 触地爆炸土体弹坑的多物质ALE法分析被引量：5
- 2013年
- 为了研究触地爆炸下土体产生的弹坑,在LS-DYNA软件框架内,提出了基于多物质ALE法的岩土爆炸弹坑数值模拟方法。多物质ALE法综合了拉格朗日方法与欧拉法的优点,不但解决了拉格朗日法中材料的畸变问题,而且克服了欧拉法中移动边界描述得不准确的问题,而且容许在一个网格中包含多种材料。利用该法进行了岩土爆炸弹坑的数值模拟,在后处理中通过物质的流动状态来判断弹坑的形态,而无需通过单元删除或网格变形的方法。模拟结果与CONWEP程序计算值基本一致,弹坑的形成过程和最终尺寸都与客观规律吻合得较好,验证了多物质ALE法模拟岩土爆炸弹坑的有效性。
- 张智超刘汉龙陈育民王维国
- 微差爆破模拟天然地震的数值分析与效果评价被引量：11
- 2013年
- 微差爆破可以创造出与天然地震相类似的振动环境。为了更好地对爆破模拟天然地震进行研究和评价,在LS-DYNA软件框架内,建立了适合于爆炸荷载作用下土体动力分析的实用模型,对原位土体场地爆破地震动试验进行了全尺寸数值模拟,并将模拟结果与现场实测数据进行比较分析,验证数值计算的准确性。计算结果表明,模拟得到的场地质点加速度-时程与实测数据比较吻合,因此,可以预先利用数值手段为试验方案设计提供指导;同时,数值模拟还总结了现场试验中未得到的场地压力变化规律和振动规律,分析了爆破地震动与天然地震的异同,丰富了爆破地震动的研究,表明利用爆破手段能够近似地模拟天然地震,为微差爆破模拟天然地震的研究工作提供了经济、简便而实用的方法。
- 张智超陈育民刘汉龙
- 关键词：微差爆破地震LS-DYNA加速度
- 堤防地震液化数值模拟及动力反应分析被引量：6
- 2011年
- 为了评估青草沙水库在地震作用下的性状,利用FLIP程序分析堤基及上部堤防地震液化变形规律,比较了堤防不同位置处的残余变形、超静孔隙水压力比分布、有效应力路径等。结果表明:抗震设防烈度7度条件下,堤防结构的存在放大了地表的加速度;堤防残余变形主要发生在堤身和堤脚周围一定深度范围,地下12 m及以下土体残余变形很小;堤顶中心在地震作用下,有效高度下降较多,若此时库内处于高水位或洪水位或遭遇持续暴雨,可能发生溃堤。工程建设中,需对这些薄弱环节进行加固。
- 陈育民仉文岗刘汉龙
- 关键词：FLIP堤防有效应力路径
- 爆破地震的数值模拟及爆破振动规律分析被引量：13
- 2012年
- 在LS-DYNA软件框架内,建立了适合土体爆炸动力分析的实用模型,对某利用微差爆破诱发人工地震的原位试验进行了数值模拟,结果表明,计算得到的地表加速度时程与实测值比较吻合.因此,可预先利用数值手段对为爆破试验方案提供指导,对爆破地震结果进行预测.在此基础上,分析了地层中的爆破振动规律,表明自炸药的埋深向上,随着深度的减小、爆心距的增加,爆破水平向加速度幅值和速度幅值逐渐减小,而竖直向加速度幅值和速度幅值则呈现先增大,后减小,到了近地表自由面又基本维持稳定的趋势.数值结果丰富了爆破地震的研究,为微差爆破模拟天然地震、并以此来研究土体地震动力响应提供了经济、简便而实用的方法.
- 张智超刘汉龙陈育民王维国
- 关键词：微差爆破天然地震LS-DYNA
- 砂土地基触地爆炸的SPH-FEM耦合分析方法被引量：4
- 2013年
- 针对砂土地基触地爆炸问题,在LS-DYNA框架内建立了有限元法和光滑质点流体动力学法相耦合的数值分析方法SPH-FEM。该耦合法结合了FEM的高计算效率和SPH在处理土体爆炸大变形方面的优势,通过精确捕捉SPH粒子的运动,可以直观再现爆坑形态的发展全过程,适合描述爆炸大变形问题。数值结果显示,爆炸波在近区表现的强间断冲击波,是造成土体流动大变形的重要因素;土体参数在正常范围的浮动对爆坑尺寸具有一定影响,在设计应用时应予以考虑。利用SPH-FEM耦合法计算得到的爆坑形态和尺寸与ConWep程序经验数据基本一致,验证了SPH-FEM耦合法在分析触地爆炸问题中的正确性。
- 王维国刘汉龙陈育民张智超
- 关键词：砂土地基
- 抗液化刚性排水桩振动台试验的数值模拟研究被引量：16
- 2010年
- 抗液化刚性排水桩的基本原理是,在桩身部分范围内设置排水体,以便形成良好的排水通道,在地震作用下,桩周土体积累的超孔隙水压力可以由桩身的排水体快速排出,从而增大桩周土体的有效应力,达到抗液化的目的。利用小型振动台,对刚性排水桩和未设置排水体的普通桩在振动荷载作用下的抗液化性状进行研究,得到抗液化刚性排水桩的基本特性。基于试验结果,建立排水桩和普通桩振动台试验的三维数值分析模型,通过振动台试验与数值分析的比较,发现两者在土体超孔隙水压力发展和分布的主要规律方面表现一致,进一步验证了抗液化刚性排水桩的抗液化特性。数值分析结果还表明,在动力作用下,排水桩工况由于排水体的存在,形成良好的排水通道,孔隙水得以及时排出,桩身附近一定范围内土体的超孔隙水压力得到及时有效的消散,其消散作用随着与桩体距离的增大而逐渐减弱。桩周土体的孔压分布呈漏斗状,渗流矢量指向桩体,桩身附近土体的超孔压比峰值较小且在达到峰值后有明显的下降趋势。
- 陈育民刘汉龙赵楠
- 关键词：抗液化振动台试验数值模拟
- 饱和砂土液化前高孔压状态的流动特性试验研究被引量：3
- 2010年
- 将液化及液化后状态的砂土视为流体状态,研究发现液化及液化后砂土是一种剪切稀化非牛顿流体。对于液化前高孔压状态下的流动特性也值得探讨。根据落球黏度计的原理,开发了饱和砂土液化前流动特性的模型试验装置。在模型箱中铺设饱和砂土,模型箱底部与一水箱相连,提高水箱高度可以使模型箱中的饱和砂土产生超孔压。模型箱的砂土中埋设一个可以水平拉动的钢球,通过监测钢球水平运动的速度和所受的阻力来计算砂土的表观黏度,得到饱和砂土液化前高孔压状态下的流动特性。试验中考虑了超孔压比、钢球运动速度对结果的影响。试验表明,饱和砂土在液化前高孔压状态下,表观黏度均随着应变率的增大而减小,呈现出剪切稀化非牛顿流体特性,同时随着超孔压比的提高,表观黏度也逐渐减小。
- 陈育民沙小兵林奔刘汉龙
- 关键词：砂土液化流动特性
