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非饱和土粒间毛细水作用是其基质吸力的主要来源。本文基于二维非连续变形分析算法(DDA),建立了一种能够模拟不同饱和度下毛细水分布状态及计算土水特征曲线的扩展DDA算法。该算法首先通过反复迭代的方式来计算出不同饱和度下毛细水弯液面的半径,并利用圆心轨迹交汇法确定粒间毛细水弯液面与颗粒的搭接位置,从而确定各个颗粒表面被毛细水浸湿的区域。而后利用Young-Laplace方程计算出各个浸湿区域毛细负压的大小,并将其与表面张力添加到传统DDA算法控制方程中。为验证该算法,参照真实黄土中含量最多的粗颗粒建立一理想黄土微观土骨架模型,模拟了不同饱和度下土体中的毛细水分布状态,并获得了土水特征曲线。将模拟结果与实测的土水特征曲线进行对比分析,结果显示预测值和实测值基本一致,该方法能够从微观上揭示非饱和土粒间吸力作用的本质。 相似文献
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山区城市受地形地貌条件的限制,面临建设用地不足、交通拥挤、人口密集的压力,地表空间严重短缺。然而,特殊的地形地貌与地质环境条件却有利于地下空间的开发利用。地下空间将成为山区城市发展中的一种宝贵资源。本文以黄土高原丘陵沟壑区的延安市为例,基于地形、岩土、水文地质和地质灾害等地质环境条件,并考虑文物保护区及城市功能设施、空间需求及经济因素,评估了延安市区376.68 km~2地下空间天然资源量、可开发资源量,对河谷以下50 m及川道两侧1 km内的地下空间资源适宜性进行了定性评估。结果表明,延安市地下空间资源丰富;地下空间天然资源量、可开发资源量约为188.35、174.48亿方;地下0～-10 m,-10～-30 m,-30～-50 m适宜开发的地下空间资源量分别为23.25、11.52、1.44亿方,较适宜开发的分别为4.18、62.44、71.65亿方,沿川道两侧适宜开发的侧向山体空间资源量为12.29亿方,较适宜开发的资源量为81.50亿方;延安市围岩类别自Ⅱ-Ⅵ级,其中Ⅱ-Ⅳ级围岩工程性质良好,有利于地下空间开发。本文提出了"垂向地下+侧向山体"地下空间组合开发的理念,同时提出了延安市地面建设和地下空间协同开发方案,这将成为延安乃至其他山区城市发展的一种新模式。 相似文献
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黄土是一种具有特殊结构的多孔隙、弱胶结的松散沉积物,存在典型的微观架空结构,其力学行为是微观结构变形与破坏的宏观体现。从本质上揭示黄土的力学行为,需从黄土微结构出发,而黄土的物质组成和微结构特征受其特殊的风积成因所控制,基于此本文提出了一种模拟黄土沉积过程并构建其初始结构模型的方法。为了生成黄土沉积后所形成的微结构模型,并对其进行变形模拟,首先在确定黄土颗粒形态的基础上利用Monte Carlo法生成沉积前的黄土颗粒群,然后引入非连续变形分析方法(DDA)模拟颗粒的下落,该方法能够模拟颗粒下落过程中的相互碰撞及摩擦,由此建立与实际比较接近的黄土初始结构模型。从模型中可以识别出大、中、小3类孔隙结构和台阶(staircase)、重叠(stack)、点接触(point contact)、T型4种接触形式。对所生成的黄土结构模型进行不同压力下的压缩试验,选择不同部位的颗粒作出了径向分布函数,从微观角度说明了黄土在压缩过程中大孔隙和架空结构会首先被破坏。设计了与数值模拟相同条件下的物理模型试验,将两者试验结果进行对比,结果表明数值模拟与物理模型试验的e-lgp压缩曲线的趋势大致相同,表明所提出方法是可行的。该方法为进一步开展黄土力学行为的微观分析提供了基础。 相似文献
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