王剑锋
- 作品数：10 被引量：71H指数：4
- 供职机构：香港城市大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：理学建筑科学自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 一种基于离散元的模拟颗粒破碎方法被引量：3
- 2018年
- 为模拟颗粒破碎对散体材料应力–应变特性产生的显著影响,提出了一种改进的基于离散元的模拟颗粒破碎的方法。首先将颗粒复杂的受力状态简化成颗粒球心附近的最大拉应力并假定颗粒破碎服从最大拉应力准则。当颗粒满足破碎条件时,将破碎颗粒的直径缩小。当由缩小颗粒直径导致的质量损失达到某一规定值时,向样本内的孔隙插入新颗粒。为模拟破碎产生碎片的颗粒级配,新生成的颗粒尺寸服从分形分布,同时,为考虑颗粒强度的变异性和尺寸效应,未破碎颗粒、已破碎颗粒和破碎产生的碎片的抗拉强度均服从Weibull分布。该方法满足质量守恒条件,且适用于能在超级计算机上并行运行的开源离散元软件。采用本文方法模拟了一维压缩和直剪试验并与室内试验结果进行对比,结果表明本文方法模拟颗粒破碎是可行的。
- 刘苏王剑锋
- 关键词：离散元颗粒破碎WEIBULL分布
- 基于表面曲率的颗粒三维圆度定量研究
- 为了定量描述砂土颗粒的圆度,通过X光射线CT获得颗粒三维几何形状,根据Marching Cubes算法重建颗粒表面单元,以4种不同的表面曲率描述颗粒局部圆度.
- 赵卜蒂王剑锋
- 基于球谐函数的砂土颗粒形态研究
- 颗粒形态直接影响砂土在剪切过程中的宏、微观力学行为。借助于微型x射线断层扫描技术(m-CT)获得砂土颗粒的三维影像信息,并以此为基础,引入球谐函数展开式来定量描述以及重构真实砂土颗粒的三维表面形态。通过进一步地分析球谐函...
- 周博王剑锋
- 关键词：砂土球谐函数
- 文献传递
- 基于速率过程理论的可破碎砂土蠕变特性离散元模拟研究
- 砂土蠕变过程中发生的颗粒重组和颗粒破碎是控制砂土蠕变特性的两个主要因素，但目前对其细观机理的描述及其宏观影响的研究尚不成熟。为了完整模拟砂土的蠕变过程，在Herzt抗转动模型的基础上，同时引入速率过程理论和一种改进的颗粒...
- 胡万瑞王剑锋
- 关键词：离散元颗粒破碎
- 静力触探试验离散元模拟的应力应变分析
- 静力触探试验中,锥周围土体经历了复杂的应力应变过程,研究该过程对理解静力触探试验机理有着非常重要的作用。本文利用颗粒流方法在模拟土体大变形方面的优势,得到了贯入过程中土体颗粒的动力学和运动学信息,然后通过基于采样窗口的应...
- 赵卜蒂王剑锋
- 关键词：静力触探颗粒流
- 文献传递
- 基于离散元法的砂土破碎演化规律研究被引量：23
- 2014年
- 颗粒破碎是影响砂土宏-微观力学性质的重要因素。采用改进型的可破碎颗粒生成方法,通过设置不同强度的平行黏结键模拟不同强度的可破碎颗粒,并借用基于离散元方法(DEM)的双轴压缩试验详细研究了可破碎性土在剪切过程中颗粒破碎率/平均破碎程度、微观尺度上的能量耗散分配机制、剪切破碎带形成以及断裂键各向异性的演化过程。结果表明,颗粒破碎强烈地影响砂土在宏观尺度上的力学响应、颗粒尺度上的能量分配机制以及剪切过程中的颗粒的组织结构演化。颗粒破碎主要影响小应变阶段各能量耗散元的分配机制,而在临界状态下剪切带内的颗粒摩擦以及破碎耗能是消耗外界功的主要因素。数值结果亦表明,颗粒的破碎伴随着整个剪切过程,但破碎率的增长速度却随着剪切应变的发展逐渐降低。另外,在剪切过程中,对于低破碎性土,在临界状态下剪切破碎带基本形成,带内的原有组织结构被打乱,断裂键的各向异性也随之弱化。
- 周博黄润秋汪华斌王剑锋
- 关键词：离散元破碎率能量耗散剪切带
- 用于颗粒土微观力学行为试验的微型三轴试验仪被引量：14
- 2018年
- 颗粒土的微观力学行为(如土颗粒的运动与破碎等)决定着其宏观应力-应变行为,如应变局部化、应力硬化等。为研究颗粒土的微观力学行为,开发了一台微型三轴试验装置。它的轴向加载系统由伺服控制的步进转动马达与涡轮传动的减速器组成,围压由GDS压力控制器提供,压力室采用高透光率,高强度的轻质材料制成。借助于X射线显微CT及图像处理分析技术,该装置能实现对干砂土微尺寸试样(直径为8 mm,高度为16 mm)在三轴剪切条件下微观特性的无损检测。采用该三轴试验装置对粒径为0.60~1.18 mm的LBS(Leighton Buzzard sand)试样在1.5 MPa的围压下进行了试验。结果显示,试验装置测得应力-应变曲线合理,显微CT图像特征清晰,能够用于颗粒土体微观土力学行为的试验研究。
- 程壮王剑锋
- 关键词：无损检测
- 循环荷载下钙质砂单颗粒破碎试验研究被引量：20
- 2019年
- 钙质砂是长期在饱和的碳酸钙溶液中经物理、生物化学及化学作用过程而形成的海洋沉积物,是人工岛建造常用的岩土工程材料,其力学特性直接影响人工岛的安全使用.海洋环境下钙质砂不间断承受海洋动荷载的影响,因此有必要探究循环荷载作用下钙质砂单颗粒动强度特征.为此采用自行设计研制的单颗粒循环加载仪器对不同形状、粒径的南海钙质砂进行单颗粒破碎试验,利用Weibull统计函数描述每种粒径下的单颗粒动强度分布规律.基于试验所得力-位移曲线,发现钙质砂单颗粒在动荷载试验过程中的破坏模式分为两种:一种是颗粒破碎发生在加基值力之前,一种是颗粒破碎发生在加基值力之后.对不同粒径单颗粒动强度统计分析,发现单颗粒动强度的分布与粒径有关,粒径越大则强度越低;相同粒径下不同形状的单颗粒动强度规律为:块状颗粒>条状颗粒>片状颗粒;同一形状下单颗粒强度服从Weibull分布,在双对数坐标轴下,特征单颗粒动强度与粒径呈线性关系.
- 蒋明镜蒋明镜刘俊吴迪吴迪吴晓峰
- 关键词：钙质砂颗粒破碎粒径
- 考虑颗粒形状和破碎的胶结钙质砂力学行为离散元模拟研究被引量：4
- 2022年
- 钙质砂作为一种建筑材料,近年来广泛应用于我国南海岛礁工程建设中。本文通过建立考虑钙质砂真实颗粒形状和颗粒破碎的胶结钙质砂离散元模型,研究了二维剪切条件下试样的宏微观力学行为,包括应力-应变行为、颗粒破碎、胶结破坏、位移场和裂纹随剪应变的演化规律,讨论了颗粒形状、颗粒粒径范围、颗粒强度和水泥胶结强度对胶结钙质砂力学行为的影响规律。结果表明,钙质砂颗粒粒径区间越宽,胶结钙质砂的强度越高。同一级配条件下,考虑真实颗粒形状的胶结钙质砂试样比圆颗粒试样的强度更高,试样总体颗粒破碎率也更高。钙质砂颗粒的强度越高,胶结钙质砂的性能越好。但是提高水泥的强度对胶结钙质砂力学性能的影响并不显著。本文的研究结果可为实际工程中钙质砂的加固提供理论依据。
- 程壮侯敏王剑锋
- 关键词：离散元颗粒破碎CT图像
- 密实散粒体剪切破坏能量演化的离散元模拟被引量：10
- 2013年
- 砂土等散粒体在剪切过程中的能量存储及耗散是其宏观力学响应的深层原因,但因量测难度较大而研究较少。将考虑抗转动的接触模型引入离散元软件PFC2D,基于热力学第一定律建立各种能量量测方法,并在平面应变双轴压缩试验中采用该方法统计密实散粒体在剪切过程中的能量演化规律。采取了4种耗散类型,即滑动-滚动(S-R)、滑动-非滚动(S-NR)、非滑动-滚动(NS-R)和非滑动-非滚动(NS-NR)。结果表明:密实散粒体加载时能量耗散以滑动摩擦为主;且小应变加载阶段,外力功主要转化为弹性应变能,但同时也存在均布于试样的耗散能;随着应变的增加,外力功的转化形式逐渐过渡为以耗散能为主,且集中分布在带状区域内;各个加载阶段的摩擦耗散均存在各向异性。
- 蒋明镜张望城王剑锋
- 关键词：散粒体能量耗散离散元法
