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MatDEM应用论文|黏性土失水开裂多场耦合离散元数值模拟

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论文题目


   

黏性土失水开裂多场耦合离散元数值模拟

张晓宇,等. 2017. 工程地质学报


   

研究内容


   
黏性土在失水过程中逐渐变形开裂,裂隙相互交错形成网络,这一过程涉及热力等多场耦合的作用。本文基于南京大学自主研发的三维离散元软件MatDEM,采用紧密堆积离散元模型对土体开裂进行模拟。在此模型中,每个离散元单元代表一定体积的土颗粒、孔隙和孔隙水的集 合体。单元具有含水量属性,并采用有限差分思想计算水分运移量,实现了水分场模拟。同时,考虑水分场对土体抗拉强度等力学性质的影响,建立水分场和应力的耦合。在数值模拟中,假定土体表面水分以一定速率蒸发,根据试验数据由含水量计算单元直径和力学参数,从而实现黏土蒸发失水、收缩和开裂变形过程模拟。数值模拟与前人室内试验结果基本一致,能较好地再现开裂过程中的各个阶段。本文为研究多场作用下土体变形破坏模拟提供了一个新的思路。
 

图 1 预平衡前后模型垂直方向位移变化

 

图 2 ( a ) 主裂隙形成前土体含水量 ; ( b )单元间的连接网

 

图 3 ( a) 土体含水量分布;(b )含水量分布切片


   


张晓宇, 许强, 刘春, 等. 2017. 黏性土失水开裂多场耦合离散元数值模拟[J].工程地质学报, 25(6): 1430-1437. 

来源:矩阵离散元MatDEM
离散元试验
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首次发布时间:2023-12-30
最近编辑:10月前
MatDEM
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