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从数学领域的阿波罗填充法入手,建立了4种破碎自组织,并借助线性膨胀法保证破碎前后质量守恒。在此基础上,开展了不同破碎自组织的数值试验,研究了破碎自组织对级配演化以及材料的宏细观力学特性等的影响。结果表明:颗粒级配曲线的分形维数和颗粒间的平均应力随破碎自组织中颗粒数目增多而下降,而相对破碎率B_r和材料的压缩性随自组织中颗粒数目增多而增大。加载过程中的法向接触和接触力玫瑰图表明,自组织中颗粒数目愈多,材料的各向异性程度愈低,颗粒法向接触数目愈多,而法向接触力愈小。另外,配位数及接触力的概率密度也与破碎自组织存在密切联系。 相似文献
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非饱和土水汽迁移与相变:两类“锅盖效应”的试验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
“锅盖效应”定义为:不透水覆盖层下土体含水率大幅提高甚至饱和。最新的理论研究将“锅盖效应”分为两类,第一类由非饱和土内水气冷凝引起,第二类是冻结条件下由气态水迁移引起。为试验验证两类“锅盖效应”,研究其内在机理,利用新研制的非饱和冻土水汽迁移试验仪,对不同初始含水率的试样开展不同温度条件的水汽迁移试验。试验结果表明:冻结和未冻结两种状态均能使钙质砂试样顶部含水率增加,但冻结状态下的增加幅度显著。冻结状态下,含水率峰值位置与冻结锋面大致相同,且初始含水率越大,试样顶部和冻结锋面处的含水率增加越显著,降温速率越小,气态水迁移越显著;初始含水率增加也能使未冻结状态下的钙质砂试样顶部含水率增加,并且温度梯度对气态水迁移有一定的抑制作用,温度梯度越小,抑制作用越明显。试验结果很好地验证了两类“锅盖效应”的理论。 相似文献
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针对当前已有方法未能考虑最小物料搬运矩问题,导致物流缓存区布局优化方案不理想,产品产量下降,提出一种基于共轭梯度算法(Conjugate Gradient Algorithm,CGA)的装配车间物流缓存区布局优化方法,将装配车间最小物料搬运矩和最大缓存区不同作业车间邻接关联度作为目标,构建物流缓存区布局模型。引入云模型,采用CGA算法对模型进行求解,快速获取最佳布局方案,实现布局优化。测试结果表明方法不仅可以有效提升装配车间的产品产量,同时还能够获取更加满意的装配车间物流缓存区布局优化方案。 相似文献
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冻胀融沉是多年冻土区的主要病害,其受水分场、温度场、应力场的复杂耦合作用影响。基于水膜理论提出了冻土未冻水膜压力作为冰透镜体生成的判据,并重新对水分迁移驱动作用进行描述,建立了以温度、土体孔隙比为变量的全耦合模型。通过考虑已冻区冰基质的影响,推导了涵盖原位冻胀与冰分凝两部分的冻胀量计算公式。基于Matlab和COMSOL Multiphysics的联立平台,提出了模型冰透镜体实时分布的数值求解方法,实现了冻土温度、水分、应力、冰透镜体分布的全耦合数值求解。通过与室内土柱冻结试验及现有水热力模型(Thermal-Hydraulic-Mechanical,又称THM模型)冻胀量结果进行对比分析,证明了温度、含水率与冻胀计算上的可靠稳定。最后通过探讨温度梯度、上覆压力、渗透系数与压缩模量对土柱冻结的影响发现,温度梯度能显著增加土体冻胀量,上覆压力会导致更多水分向冻结锋面迁移,但对冻胀量起着抑制作用,渗透系数与压缩模量均对冻胀量产生正影响。为冻胀理论研究与数值实现提供了新思路。 相似文献
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迂曲度反映了流体在土颗粒中的流动路径,是研究土体透水透气性质的重要参数。目前研究通常认为迂曲度仅与孔隙率有关,但不同文献的迂曲度表达式存在一定差异,造成差异的原因可能是存在其他影响迂曲度的因素。建立了流体在层流状态下通过正方形颗粒的物理模型,通过确定颗粒间位置关系和流径的几何关系,提出了迂曲度计算模型。同时,对比结果表明本文模型的计算结果与数值模拟结果、文献中试验结果存在很好的一致性,证明了模型的有效性。最后,分析了颗粒排列分布对迂曲度的影响,确定了迂曲度的取值区域。提出的模型证实:颗粒的迂曲度不是孔隙率的单一函数,排列分布也对迂曲度有影响。 相似文献
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在核废料贮存、地热和深部采矿等领域中,温度对软岩力学特性的影响不容忽视。基于上负荷面和温度等效应力概念,提出一个考虑结构性的软岩热弹塑性模型。该模型比上负荷面模型仅多一个参量,即线性热膨胀系数。计算分析及其与试验结果对比表明,该模型既能够统一描述软岩热增强和热减弱2种现象。软岩初始结构性愈强,强度愈大,且初始结构性的变化可使软岩在热增强和热减弱之间相互转换。无论热增强或者热减弱,线性热膨胀系数越大或者温度越高,结构性状态变量的消散均会加快;并且,当线性热膨胀系数和温度均较高时,这种加速趋势会更为显著;相较于热减弱和热增强情况下的结构性更容易消散,即消散速率更快。 相似文献