颗粒尺寸效应对高填方填料蠕变变形的影响机理研究

基本信息
批准号:51808204
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:刘一鸣
学科分类:
依托单位:湖北工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:胡智,杨艳霜,亢军杰,张宇皓,毛晓宁,朱真真
关键词:
蠕变高填方声发射尺寸效应离散元
结项摘要

The size effect of rockfill materials is one of the main problems in creep behavior analysis of high-fill embankments. The creep deformation will be underestimated if the size effect of rockfill materials is ignored, which endangers the operation of high-fill geotechnical structures.This study will investigate the size effect of rockfill materials on the creep behavior of high-fill embankments in three scales—single particle, particle assemble and high fill structure.. Firstly, by means of uniaxial compression test, uniaxial creep test and acoustic emission test, the microscopic mechanism of size effect on rockfill particles with constant moisture content is revealed, and the relationship between acoustic emission parameters and damage variables considering size effect is established.. Secondly, the long-term properties of rockfill assembles are studied in the laboratory. Based on the results of laboratory tests, DEM models are generated to simulate the size effect of rockfill assembles, to explore the effect of particle size on the creep behavior of rockfill assembles and its mesoscopic mechanism, as well as to establish the relationship between particle breakage and creep deformation considering size effect.. Finally, a creep constitutive model is modified based on the relationship between particle size and creep deformation in order to consider the size effect. The numerical results based on the modified creep model are compared and validated with field monitoring data. The results of this study will provide certain scientific basis and technical support for accurately predicting and effectively controlling the creep deformation of the high-fill geotechnical structure.

填料尺寸效应是高填方地基蠕变变形分析的一个难题。忽略尺寸效应的影响将低估高填方的蠕变变形,给高填方土工构筑物的安全运营造成重大隐患。本项目针对高填方填料蠕变变形的尺寸效应,从高填方填料单颗粒、颗粒集合体以及高填方构筑物三个尺度展开研究。首先通过单颗粒尺寸效应试验、声发射试验、CT扫描,揭示尺寸效应对含水率恒定填料单颗粒力学特性影响的微观机理,提出考虑尺寸效应的单颗粒细观损伤关系式;然后,开展填料集合体蠕变变形尺寸效应室内试验,并以此为基础建立考虑尺寸效应影响的填料集合体离散元模型,研究颗粒尺寸对填料集合体蠕变变形的影响及其细观机理,建立考虑尺寸效应影响的颗粒破碎率与蠕变变形关系式;最后,基于尺寸效应对填料蠕变变形的影响,对现有的蠕变模型进行修改,使其考虑尺寸效应的影响,并与已有工程进行对比。研究结果将为高填方土工构筑物蠕变变形的预测和有效控制提供一些科学依据和技术支持。

项目摘要

蠕变变形是影响高填方土工构筑物长期运营安全的关键问题之一,而尺寸效应是影响高填方土工构筑物蠕变变形的一个重要因素。忽略尺寸效应的影响将低估填料的蠕变变形,给高填方土工构筑物的安全运营造成重大隐患。目前已有的研究工作对填料应力-应变-时间行为的尺寸效应考虑不够,对其微观机理认识不足,也缺乏相应的理论模型。本研究从我国高填方土工构筑物快速发展,对于高填方填筑材料应力-应变-时间行为的尺寸效应认识不足这一问题出发,耦合室内试验与数值模拟的研究手段,开展了如下研究:开展了不同尺寸试样的损伤特性的试验研究和数值模拟研究,得到了不同尺寸试样在单轴压缩和单轴蠕变试验条件下损伤演化规律,进而揭示了高填方填料单颗粒尺寸效应的微观机理;开展了不同颗粒尺寸填料集合体三轴压缩、固结蠕变室内试验和数值模拟试验,揭示了尺寸效应对填料集合体长期强度以及流变变形的影响机理。基于试验结果,修正已有的高填方填料流变模型,使其能够考虑尺寸效应的影响。研究的成果,能够为高填方土工构筑物的设计与施工提供一些科学依据。

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

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

DOI:10.1051/jnwpu/20213920292
发表时间:2021
2

基于被动变阻尼装置高层结构风振控制效果对比分析

基于被动变阻尼装置高层结构风振控制效果对比分析

DOI:10.13197/j.eeev.2019.05.95.fuwq.009
发表时间:2019
3

带有滑动摩擦摆支座的500 kV变压器地震响应

带有滑动摩擦摆支座的500 kV变压器地震响应

DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.20200528028
发表时间:2021
4

萃取过程中微观到宏观的多尺度超分子组装 --离子液体的特异性功能

萃取过程中微观到宏观的多尺度超分子组装 --离子液体的特异性功能

DOI:10.7538/hhx.2022.yx.2021092
发表时间:2022
5

具有随机多跳时变时延的多航天器协同编队姿态一致性

具有随机多跳时变时延的多航天器协同编队姿态一致性

DOI:10.7641/CTA.2018.70969
发表时间:2018

相似国自然基金

1

湿化效应对高填方红土路基变形影响及控制研究

批准号:51268046
批准年份:2012
负责人:刘小文
学科分类:E0807
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
2

格栅蠕变时砂卵石填料长期工作机理研究

批准号:51209242
批准年份:2012
负责人:汪承志
学科分类:E0906
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

奥氏体不锈钢的基本蠕变模型:晶粒尺寸和蠕变孔洞的影响机制

批准号:51901061
批准年份:2019
负责人:贺君敬
学科分类:E0103
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

考虑蠕变变形与断裂机理影响的宽范围应力区蠕变裂纹扩展寿命研究

批准号:51705079
批准年份:2017
负责人:张经伟
学科分类:E0504
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目