A hybrid discrete–finite element model for numerical simulation of geomaterials

A hybrid discrete–finite element model is introduced for simulation of mechanical behavior of geomaterials. The soil or rock is modeled as a system of discrete balls that interact through normal and shear springs. The balls can be bonded at the contact points to withstand the applied deviatoric stresses. The important feature of this model is that the confining walls that can be imagined for example as the surrounding membrane or the mold in a physical test are modeled by deformable finite elements. This allows simulation of laboratory test features more realistically compared to the situations where the surrounding walls are rigid. The relationships between micro- and macro-properties are investigated in this paper as well. These relationships and the corresponding curves are helpful tools in calibration of the numerical model for the macroscopic elastic properties.     

锡铁山片岩型铅锌矿床稀土元素成因标志

锡铁山(碳质)片岩型矿床具典型的"双层结构",笔者对层状矿体中硫化物、硅质岩及其围岩火山岩稀土元素分析表明,硫化物∑REE较低,在4.78×10-6～7.24×10-6之间,具明显负Eu异常,Ce异常总体不明显;硅质岩∑REE较高,在102.64×10-6～168.82×10-6之间,负Eu异常明显,Ce异常不明显;矿下中酸性火山岩的稀土元素总量普遍较高,负Eu异常明显,Ce异常不明显,矿上火山岩稀土元素组成变化较大,δEu值0.70～1.03(平均0.90),无明显Eu异常.分析认为,锡铁山(碳质)片岩型矿床是热水喷流-沉积作用的结果,成矿物质主要来自下伏火山岩及地壳深部.     

MatDEM-fast matrix computing of the discrete element method

Discrete element method can effectively simulate the discontinuity, inhomogeneity and large deformation and failure of rock and soil. Based on the innovative matrix computing of the discrete element method, the high-performance discrete element software MatDEM may handle millions of elements in one computer, and enables the discrete element simulation at the engineering scale. It supports heat calculation, multi-field and fluid-solid coupling numerical simulations. Furthermore, the software integrates pre-processing, solver, post-processing, and powerful secondary development, allowing recompiling new discrete element software. The basic principles of the DEM, the implement and development of the MatDEM software, and its applications are introduced in this paper. The software and sample source code are available online (http://matdem.com).     

考虑楼板作用的SRC柱-钢梁混合框架动力时程分析

为了解楼板空间作用对型钢混凝土(SRC)柱-钢梁混合框架抗震性能的影响,利用有限元软件ABAQUS分别建立带有楼板和不带楼板的两跨三层SRC柱-钢梁框架,选取2组天然波和1组人工波对其进行弹塑性分析,对比2种框架结构的型钢应力分布、混凝土板损伤、层间相对位移角以及框架基底剪力,分析楼板在结构抗震中的影响规律。结果表明:增加楼板可以有效增加框架抗侧刚度,最大可使层间位移角降低38.7%;同时可以减小核心区梁端塑性区域的面积,减缓型钢上翼缘应力发展速度;而且楼板的存在可使最大基底剪力提升60.7%,有利于减小结构损伤和提高抗震性能。     

二维梯形沉积盆地放大效应的数值模拟研究

盆地效应作为场地效应的一种特殊类型,其对地震动的影响仍在持续研究当中。建立二维梯形沉积盆地模型,模型边界采用透射人工边界,利用显式有限元法作为求解方法。根据Buckingham提出的π定理定义了多个影响盆地效应的无量纲参数,包括盆地深宽比、介质波速比、盆地深度与入射波长之比、盆地开口宽度与入射波长之比。以Ricker子波作为输入波,研究SH波垂直入射盆地模型时,以上无量纲参数对盆地放大效应的影响。研究发现盆地深宽比越大盆地诱发的聚焦效应越明显,盆地深宽比越小盆地边缘效应越明显。在盆地的深宽比和入射波确定时,随着盆地开口宽度与入射波长之比不断增大盆地的最值放大系数逐渐从盆地中心移向盆地边缘,表现出越来越明显的边缘放大效应。其中波速比差异对放大系数的影响最大,波速比差异越大介质的波阻抗比越大,放大效应越显著。通过将影响盆地放大效应的参数无量纲化,使梯形盆地对地震动放大效应的研究的结论更具有普遍意义。     

内嵌式法兰连接预制拼装双柱墩参数分析

本文基于实际工程对内嵌式法兰连接预制拼装双柱墩参数进行了分析,将法兰设置在塑性铰区以外,设计1∶3缩尺模型,通过分析不同法兰强度等级、混凝土强度等级、轴压比和配筋率的内嵌式法兰连接预制拼装双柱墩模型,得到不同情况下推覆曲线和损伤破坏状态,分析各参数的影响。研究结果表明,法兰强度等级对结构的影响较小,配筋率对结构承载力和延性的影响较大,结构最终失效主要表现在塑性铰区域,法兰存在一定程度的翘起。     

武汉市军运会期间空气质量特征及气象条件分析

利用2019年10月1—30日湖北省及邻近地区的空气质量、气象要素监测数据和再分析资料,分析了第七届世界军人运动会(以下简称军运会)期间和前后时段空气质量变化特征及气象条件的影响.军运会管控期Ⅱ(17—28日)与过去五年(2014—2018年)同期相比颗粒物浓度下降最明显,与长沙等其他城市相比也是最低,相近时间段或相似...     

面向对象的土石坝参数随机反演程序设计

采用面向对象的软件PowerBuilder作为开发平台 ,运用动态链接库的原理 ,建立了一套面向对象的反演分析法 ,定义了对象类之间的关系 ,确立了有限元的消息流 ,使程序的界面更加友好 ,程序操作更为直观。并针对岩土工程反分析中使用的传统贝叶斯法中存在的缺陷 ,提出了扩展贝叶斯法 ,从概率论和数理统计的原理出发 ,建立了基于决策信息论中AIC准则和最大熵准则的岩土工程随机反演的准则函数。所建立的计算模型和分析方法 ,通过了数值算例的验证 ,从而也表明本文提出的模型和分析方法基础可靠、仿真性强 ,具有广阔的应用前景     

滇西丽江地区新生代富碱斑岩锆石微量元素特征

正滇西丽江地区位于羌塘—三江造山带与扬子陆块西南缘结合部位,金沙江—红河新生代富碱斑岩带中部,长期以来,备受地学界关注。近年来,发表了诸多有关该区新生代富碱斑岩的研究成果。毛晓长等(2012)认为该区桃花村二长花岗斑岩的形成与欧亚大陆碰撞后期陆内走滑拉分等作用引发的壳幔作用密切相关;黄永高等(2018)对该区     

膨胀式尾管悬挂器的研究

为了解决常规尾管悬挂器过流面积小、密封性能差的缺点,研究了膨胀式尾管悬挂器。主要对膨胀式尾管悬挂器的工作原理,结构原理,关键技术包括替浆技术、固井技术、膨胀悬挂技术、丢手技术进行了研究;解决了膨胀管悬挂的一系列技术难题;对膨胀管受力进行了有限元分析,并将结果与室内试验进行了对比,两者结果基本一致。通过野外试验进一步证明了膨胀式尾管悬挂器能够提供足够的悬挂力,满足悬挂要求。