地面沉降的三维离散元模型建立和模拟研究

基本信息
批准号:41302216
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:刘春
学科分类:
依托单位:南京大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:顾凯,孙义杰,沈征涛,朱莉莉,吴静红
关键词:
实验研究地面沉降数值模拟离散元法理论模型
结项摘要

On the basis of the characteristic that soils are loose debris in micro scale, discrete element models for sand particles and clay particles will be built in the project, with which a three-dimensional discrete element model can be established for the simulation of land subsidence. A software "MatDEM" will be developed to run specific three-dimensional discrete element simulation. According to the analysis of composition and gradation of soils, corresponding discrete element models will be built to simulate the processes of soil compression and subsidence, which can be compared with the characteristics of soil compression and variation of micro structures during soil experiments. Both three-dimensional numerical simulations and experiments of soil ground water extraction and reinjection processes will be established, to reveal the irreversible changes of soil structures and the macro response during water extraction and reinjection processes. The project provides a new research method for the study of land subsidence.

本项目从土体结构系统为松散堆积物这一特点出发,建立具有一定力学性质砂颗粒、粘土颗粒的离散元模型,并构建用于模拟地面沉降过程的三维离散元模型;自主研发软件"MatDEM"以进行特定的三维离散元模拟;根据土体的成分和级配,建立相应离散元模型并模拟土体压缩沉降过程,与实验中土体的压缩沉降特性及其微观结构变化进行对比分析;开展土体地下水抽取和回灌过程的模型箱试验和三维离散元模拟,揭示土体结构系统在地下水抽取和回灌过程中的不可逆变化及宏观变形响应,为地面沉降的研究提供一种新的研究方法。

项目摘要

地面沉降及其诱发灾害已成为影响我国区域经济可持续发展的重要因素之一。本项目围绕地面沉降的三维离散元模型建立和模拟研究这一中心课题,针对地面沉降砂粘土层离散元建模,砂粘土层压缩特性和离散元模型,以及抽灌水过程中土层变形规律这三个方面的科学问题,开展了系统研究。在本研究中,(1)提出了土体三维紧密堆积离散元模型微宏观力学关系,以及能量转化原则;研发了岩土体大型三维离散元软件MatDEM,并建立了砂土和粘土的离散元模型;(2)改进传统的固结仪,实现了砂土压缩过程中微观结构提取和量化,掌握了砂的级配和形态等参数对其压缩性和蠕变性质的影响,并建立三轴试验和固结试验离散元模拟器,开展数值模拟测试和试验对比分析;(3)通过结合野外监测、室内抽灌水模型箱试验和离散元模拟,揭示了抽水过程中粘土层负孔隙水压力对其压缩沉降的重要作用,提出了苏锡常地区地层在抽灌水循环中持续沉降的机制。项目达到了预期目标,研究成果对于认识地面沉降过程具有重要的理论和现实意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.09.026
发表时间:2020
5

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015

刘春的其他基金

批准号:71402193
批准年份:2014
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21076034
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:31372380
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51504252
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41371333
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:51008111
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61300035
批准年份:2013
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21776036
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:31000545
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40501061
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21276043
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:41771481
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

土石混合体变形破坏机理的三维离散元精细模拟

批准号:41272342
批准年份:2012
负责人:曾亚武
学科分类:D0705
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
2

离散裂缝模型的多尺度混合有限元流动数值模拟研究

批准号:51404292
批准年份:2014
负责人:黄朝琴
学科分类:E0402
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

松散砂土静态液化失稳机理的模型试验及离散元模拟

批准号:51308408
批准年份:2013
负责人:顾晓强
学科分类:E0807
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于离散元模拟和透明土模型试验的圆柱快速贯入颗粒材料过程动力分析

批准号:11672066
批准年份:2016
负责人:赵红华
学科分类:A1302
资助金额:60.00
项目类别:面上项目