基于统一标定的势接触力计算     

严成增  郑宏  葛修润 《岩土力学》2015,36(1):249-256

传统的离散元类数值方法存在处理角-角接触时接触力方向不确定、三维情形时接触计算极其复杂等问题。Munjiza提出的基于势的接触力计算方法很好地解决了这一问题,但同时存在势的物理意义不明确,计算出的接触力与物理直观不符、相同嵌入量计算的接触力大小不一致等问题。在已有研究的基础上,提出了一种基于统一标定的势接触力计算方法,该方法重新定义了势函数,即三角形单元内一点的势与该点到3条边的最短距离成正比。采用这种势函数定义可以对嵌入量进行统一表征。在相同的嵌入量下,计算的接触力大小是一致的,同时保留基于势的接触力计算方法所有优点。新定义的势函数,解决了原有势函数所存在的重大缺陷,只要重叠区域不变,计算的总接触力是不变的,接触力计算具有局部特性,而与划分的三角形单元的整体形状和大小无关,即新的接触力计算方法,具有更好的网格鲁棒性。该方法使得基于势的接触力计算方法建立在坚实的物理基础之上,意义重大。  相似文献   

地震发生过程的有限单元法模拟——以苏门答腊俯冲带上的大地震为例   总被引：13，自引：1，他引：12       下载免费PDF全文

朱守彪  邢会林  谢富仁  石耀霖 《地球物理学报》2008,51(2):460-468

地震预报由目前的经验预报走向物理预报,数值模拟地震过程是其中的关键.文中应用统一的数学公式表述了速率相关的摩擦接触中黏着（sticking）和滑移(sliding)这两种不同的运动状态;有限元计算中采用静力显示的时间积分方法,基于R最小策略,控制时间步长以保持力学状态变化稳定,从而保证有限元计算过程平稳、收敛.以2004年发生过M_m=9.3特大地震的苏门答腊俯冲带为例,模拟了俯冲带上俯冲板片与上伏板块之间的闭锁、解锁、滑动到再闭锁这一准周期性过程,即地震的孕育、发生过程.计算结果表明,俯冲带上具有较大尺度、介质均匀、摩擦系数相同的区域是产生大规模、大幅度整体突然滑动（即大地震）的条件;模拟的苏门答腊俯冲带上的大地震在时间上有准周期性,空间上有迁移特征,破裂由深部向浅部进行;此外,俯冲带的几何特征对大地震的震源位置有很大的影响.  相似文献   

智慧城市地理空间数据可视化技术探讨   总被引：2，自引：0，他引：2  

杨永崇  李梁 《测绘通报》2017,(8):110

从智慧城市、大数据时代的要求与地图的独特分析功能出发,探讨了大数据时代对地理空间信息及其可视化的要求和技术。对智慧城市建设时期的地理空间数据而言,不仅要求内容更全面更详细、表达更直观更仿真、建模结构化或实体化,而且要求向室内空间与室外空间融合、地上空间与地下空间融合、过去数据与现在数据融合、现在数据与未来数据融合的方向发展。  相似文献   

Size-dependent mechanical behavior of an intergranular bond revealed by an analytical model     

《Computers and Geotechnics》2017

The size of intergranular bonds significantly affects the macroscopic mechanical properties of geomaterials. A size-dependent bond contact model is desired in the distinct element method (DEM) for geomaterials formed by aggregates of bonded particles. This paper proposes an analytical solution of highly-precise stress fields of a biconcave bond between two identical disc-shaped particles under different loading paths based on Dvorkin’s solution. The Unified Strength theory is then introduced to obtain the initial failure domain in the bond. The proposed solution is consistent with results predicted by finite element simulations and experimental observations. The functions of bond stiffness with respect to all influencing parameters, i.e. bond width/thickness, particle radius and elastic parameters of bond material, are provided by the solution and empirically formulated by fitting a large number of analytical results. Additionally, the failure criterion or envelope under different combined loads is formulated for typical brittle bonds. The resulting failure criterion, approximated as an ellipsoid, depends on the size and material properties of the bonds. The proposed solution and equation can be implemented into a bond contact model used in DEM simulations of a geomaterial, where variation of bond sizes is significant and size-dependent contact model is important.  相似文献   

堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理——以祖师庙滑坡为例     

李鹏  苏生瑞  马驰  黄璜  徐继维 《吉林大学学报(地球科学版)》2017,(5):1471-1479

为了研究堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理,以陕西省岚皋县广泛分布的堆积层-基岩接触面滑坡为研究对象,采用野外调查和数理统计的方法,总结了该类型滑坡的基本特征,并以祖师庙滑坡为例,借助室内试验和数值模拟手段,研究了堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理。结果表明:1)堆积层-基岩接触面滑坡主要发育在坡度为20°~40°、下伏基岩为碎裂状结构的斜坡,多为浅表层滑坡;2)碎石土和堆积层-基岩接触面的内摩擦角随含水量增大而降低,堆积层-基岩接触面是斜坡变形破坏的软弱结构面;3)细颗粒物质的增加降低了堆积层-基岩接触面的内摩擦角,且细颗粒粒径越小,内摩擦角也越小,在饱和状态下降幅度越大;4)因细颗粒物质在堆积层-基岩接触面处聚集造成的强度降低和因水文地质条件改变造成的滑带土饱和是祖师庙滑坡主要的诱发因素。研究结果对揭示堆积层-基岩接触面滑坡的形成机理和地质灾害防治具有一定的指导意义。  相似文献   

加筋板轮印载荷分布特性的试验与数值分析          下载免费PDF全文

刘聪  程远胜  张攀  刘均 《海洋工程》2017,35(4):84-93

轮印载荷的分布对于直升机甲板加筋板结构的设计至关重要。通过在橡胶块上加压的方式模拟轮印载荷,直接测量橡胶块与加筋板结构之间的接触压力,揭示轮印载荷分布特性,得到轮印载荷在加强筋和铺板之间的分布具有较强的不均匀性。利用ABAQUS软件进行轮印载荷分布的数值计算,结果表明,数值计算结果与试验结果吻合较好,试验工况下分布在加强筋上均布轮印载荷为接触面上均布轮印载荷的1.279倍。研究了加筋板面板初始缺陷、加强筋高度以及加筋板面板厚度对轮印载荷分布的影响。数值结果表明:考虑面板初始缺陷、降低面板厚度和增加加强筋的高度使轮印载荷分配到加强筋上的比例增大,但在相对刚度变化相同的情况下,降低面板厚度和增加加强筋高度对轮印载荷分布的影响不同。  相似文献   

智慧中国空间数据基础设施规划研究     

薛梅  汪伟  骆成凤  王晓萌 《地理信息世界》2017,24(2)

国家空间数据基础设施作为在全国范围内开展空间数据共享和服务应用的动态网络设施,包含人、数据、政策、标准和技术五个部分。本文以构建智慧中国空间信息支撑为目标,以用户分析调查为基础,基于国际空间数据框架研究理论体系开展了智慧中国空间数据基础设施规划研究。通过开展用户问卷调查分析和多角度综合评估,分析了我国空间数据基础设施建设重视数据和服务等技术层面内容,但相对忽略组织措施和公共政策等非技术内容的现状,提出了下一阶段中国国家空间数据基础设施的总体建设任务,并从政策、组织、财政、数据、沟通五个方面分解任务,为智慧中国空间数据基础设施的发展提出了具有可行性的实施建议。  相似文献   

基于全景真三维技术的新型智慧城市时空信息基础设施探索     

任超  霍文虎  张茜  张旻 《地理信息世界》2017,24(4)

我国新型智慧城市的建设对城市时空信息基础设施提出了更高的要求,迫切需要加强包括大数据、云计算等新技术的深入应用。本文重点探讨基于多传感器技术(包括机载激光扫描技术、多角度倾斜摄影技术在内的航空摄影)和高度自动化后处理新技术的全景真三维技术特点及优势,并以北京城市副中心为例,探索基于全景真三维技术的智慧城市时空信息基础设施建设及其应用。实践表明,全景真三维技术能够快速提供真实统一、高精度、多层次的城市模型数据,为城市规划、建设、治理和运营提供了事半功倍的信息化手段,是一种构建新型智慧城市时空信息基础设施的新思路。  相似文献   

推动新型智慧城市建设的PPP模式探讨     

张华  杨德海 《地理信息世界》2017,24(4)

新型智慧城市是"十三五"期间国家重点关注和投入发展的经济增长点,也将成为推动国家供给侧改革、新型城镇化建设的重要着力点。新型智慧城市建设涉及体量较大,单独依靠政府财政投入难以持续,必须改变过去完全由政府主导建设的模式,国家和地方层面提出在相关领域发展推广PPP的建设模式。文章分析了新型智慧城市建设需求和PPP模式特点,总结了不同类型企业参与新型智慧城市PPP建设的策略建议,并结合实际案例阐述如何通过PPP模式进行资源整合、募集社会金融资本,开展新型智慧城市建设运营的模式,促进新型智慧城市建设投资市场化、运营市场化、机制市场化;在最后提出了未来还需关注探讨的几个问题。  相似文献   

Improvements for the smooth joint contact model of the particle flow code and its applications     

《Computers and Geotechnics》2017

This paper deals with two shortcomings of the smooth-joint contact model (SJCM) used in the particle flow code (PFC). The first shortcoming is the increase of the shear strength of the joint when the shear displacement of the joint exceeds a specific value that is related to the particle size. This problem is named as the interlocking problem, which is caused by the interlocking particles. It occurs due to a shortcoming of the updating procedure in the PFC software related to the contact conditions of the particles that lie around the intended joint plane during high shear displacements. This problem also increases the dilation angle and creates unwanted fractures around the intended joint plane. To solve this problem two new approaches are proposed in this paper: (1) joint plane checking (JPC) approach and (2) joint sides checking (JSC) approach. These approaches and the regular approach are used to model: (a) the direct shear test using the PFC^2D and PFC^3D, (b) the biaxial test on a sample having a persistent joint with a dip angle varying from 0° to 90° at an interval of 15° using the PFC^2D and (c) the polyaxial test on two samples, one of them having a joint with a dip direction of 0° and the dip angle varying from 0° to 90° at an interval of 15°, and the other sample having a joint with a dip angle of 60° and the dip direction varying from 0° to 90° at an interval of 15° using the PFC^3D. All numerical results show that the JPC and JSC approaches can solve the interlocking problem. Also, they proved to be more consistent with the theory compared to the regular approach. However, the JPC approach leads to a slightly softer joint. Therefore, the JSC approach is suggested for jointed rock modeling using the PFC. The other shortcoming of the SJCM dealt within this paper is its inability to capture the non-linear behavior of the joint closure varying with the joint normal stress. This problem is solved in this paper by proposing a new modified smooth-joint contact model (MSJCM). MSJCM uses a linear relation between the joint normal stiffness and the normal contact stress to model the non-linear relation between the joint normal deformation and the joint normal stress observed in the compression joint normal stiffness test. A good agreement obtained between the results from the experimental test and the numerical modeling of the compression joint normal test shows the accuracy of this new model.  相似文献