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三维可变形离散元是模拟不连续介质力学行为的有效数值分析方法。由于该方法采用显式差分方法和自动接触检索技术,故尤其适合于求解弹塑性、大变形和动力问题。首先介绍三维可变形离散元的基本原理及特点,然后对拱坝–坝肩系统整体抗滑稳定进行超载仿真分析和强度折减仿真分析。分析结果表明:超载计算时,拱坝坝肩失稳可能性很小,但是,当水压超载到3.5~4.0倍时,坝体材料会出现较大范围的受压屈服;强度折减计算时,当结构面强度折减3.5倍时,拱坝左坝肩在水压和渗压的作用下开始向下游坍塌,并最终导致拱坝失去支撑而溃决。 相似文献
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拱坝-坝肩三维可变形离散元整体稳定分析 总被引:7,自引:4,他引:7
三维可变形离散元是模拟不连续介质力学行为的有效数值分析方法。由于该方法采用显式差分方法和自动接触检索技术,故尤其适合于求解弹塑性、大变形和动力问题。首先介绍三维可变形离散元的基本原理及特点。然后对拱坝一坝肩系统整体抗滑稳定进行超载仿真分析和强度折减仿真分析。分析结果表明:超载计算时,拱坝坝肩失稳可能性很小,但是,当水压超载到3.5-4.0倍时,坝体材料会出现较大范围的受压屈服;强度折减计算时,当结构面强度折减3.5倍时,拱坝左坝肩在水压和渗压的作用下开始向下游坍塌,并最终导致拱坝失去支撑而溃决。 相似文献
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柔性网和碎屑流相互作用包括碎屑流散体运动冲击和柔性网连续大变形两个复杂的力学过程。由于目前柔性网和碎屑流相互作用的力学理论计算方法尚不成熟,为此提出一种利用Hertz–Mindlin黏结接触模型模拟柔性结构,利用无滑移的Hertz–Mindlin模型模拟碎屑流的离散元仿真方法。选择有横向支撑锚索的沟道碎屑流防护结构进行模拟计算,并定义碎屑流动能变化率Wk和碎屑流死区质量与碎屑流总质量之比Fm来对比碎屑流冲击柔性网和刚性挡墙的动态响应过程。结果表明:与冲击刚性挡墙不同的是,碎屑流冲击柔性网时冲击荷载首先沿坡面方向冲击,使承力锚索在水平方向和竖直方向均产生较大的变形。随后冲击荷载作用方向逐渐转变为以水平冲击为主,使堆积区上部锚索的水平偏移值和碎屑流在水平向的堆积范围增大。利用经验公式求得的作用于刚性挡墙的最大法向冲击合力与数值计算结果较为一致,而利用经验公式求得的作用于柔性网的最大法向冲击合力比数值计算结果大45%以上,因此利用经验公式计算碎屑流作用于柔性网的最大法向冲击力时,需要重新确定动土压力系数CD和弗洛德数Fr之间的关系。 相似文献
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允许变形及断裂的三维离散元计算方法 总被引:2,自引:2,他引:2
在三维离散元面-面接触刚性块体单元模型基础上,提出块体单元允许变形、断裂的一种计算模型。此计算模型不仅考虑岩块之间的节理刚度,而且考虑岩块自身变形以及岩块可能发生断裂的情况。 相似文献
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离散元仿真已被广泛用于煤矿机械、砂石筛分、垃圾处理以及散状物料处理设备的设计和过程优化中.本文通过EDEM仿真在其他领域设计中的运用,围绕混凝土搅拌站系统的设计,介绍EDEM离散元仿真软件在混凝土搅拌站设计中应用的可行性.通过运用EDEM仿真软件辅助设计或优化混凝土搅拌站系统,能有效的减少设备制造成本和时间成本.为相关... 相似文献
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针对前人对PDC(聚晶金刚石复合片)钻头破岩仿真研究多采用有限元法,忽略了岩体的各向异性、不均匀性以及不连续性等问题。提出了采用离散元法来研究PDC钻头的破岩仿真过程,利用离散元软件PFC3D建立了虚拟单轴压缩实验和虚拟巴西劈裂法实验,推导出了岩石的三维离散元模型的细观参数,确定了岩石的本构模型。在此基础上建立了PDC单齿切削岩石的离散元模型,讨论了侧倾角对切削力的影响关系,并与单齿切削岩石的有限元模型进行了对比。结果表明:离散元模型与有限元模型结果比较接近,离散元数值模拟的求解时间为有限元数值模拟的1/3,离散元方法具有潜在的高效率。在单齿切削岩石的离散元模型的基础上建立了全钻头破岩离散元模型,研究了PDC钻头动态破岩过程中各切削齿所受扭矩和钻压的分布规律。并通过全钻头破岩室内台架实验对模型的准确性进行了验证。 相似文献
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以土石混合体中的不规则块石和含石量为40%的土石混合体室内大三轴试样为例,研究了如何针对当前岩土材料建模方法的不足进行改进以建立尽可能真实的不规则颗粒及其集合体的三维离散元模型。为了模拟块石的真实形态特征,明确了块石几何模型建模方法的控制参数及其确定方法,建立了与真实块石球度相同、棱角度相似的三维半真实离散元模型。为了计算模型的体积以用于模型密度优化及颗粒集合体孔隙率的计算,提出了一种三维离散元模型虚拟切片技术,结合数字图像处理技术可快速准确计算块石三维半真实离散元模型的体积。为了使得土石混合体大三轴试样三维离散元模型的密实度与室内试样保持一致并兼顾建模效率,提出了基于拟振动压实法和分层复制法的土石混合体大三轴试样三维离散元建模方法。研究结果表明:所提出的不规则块石几何模型建模方法控制参数较少且可分别对球度和棱角度进行单独控制;当块石离散元模型填充球体数较少时,其体积与对应几何模型体积相差较大,不能直接采用对应几何模型的体积;所建立的土石混合体数值试样与室内试样的细观结构特征基本相同,即块石随机散布于土体基质中。 相似文献
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溪洛渡左岸布置两条出线竖井,其总深度为488.5 m,穿越的覆盖层深度达到120 m。已有的监测资料表明左岸出线竖井已向下游侧变形约1 mm,向河谷侧变形约18 mm。本文拟合观测墩变形数据,对左岸两条出线竖井及其井壁衬砌结构进行三维非线性有限元分析,得出竖井详细的应力变位情况,并确定观测墩变位和竖井最大变形值的关系,从而提出了竖井观测墩变位的预警控制阈值,以及竖井可能的破坏模式。最后对不同岩层接触面进行了抗滑稳定计算,结果表明沿着这些面整体抗滑稳定安全系数满足设计要求。 相似文献