一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法及系统

    公开(公告)号:CN113758839B

    公开(公告)日:2022-12-16

    申请号:CN202110814674.5

    申请日:2021-07-19

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法及系统,包括以下步骤:基于目标岩石的力学性质信息建立标准尺寸的单轴压缩圆柱模型及巴西圆盘颗粒模型,获得室内试验尺度下模拟目标岩石的细观参数,利用细观参数校正粗粒化颗粒粘结模型;基于校正后的粗粒化颗粒粘结模型,使岩石的初始模型和颗粒粒径缩放后模型的抗拉强度相等,利用初始模型的颗粒粒径,获得岩石模型缩放后的颗粒粒径;利用岩石模型缩放后的颗粒粒径完成模拟。利用粗粒化颗粒粘结模型在岩石颗粒模拟计算中利用大直径的粗颗粒代替小粒径的颗粒团进行计算,减小了岩石模拟计算中的颗粒数量,实现了对大规模岩石变形问题的高效模拟计算。

    一种爆破冲击下含水裂隙水压测试方法

    公开(公告)号:CN112414853A

    公开(公告)日:2021-02-26

    申请号:CN202011086171.2

    申请日:2020-10-12

    Abstract: 本发明提供一种爆破冲击下含水裂隙水压测试方法,属于岩土工程爆破模拟试验技术领域,在岩石试件浇筑过程中,形成“聚乙烯醇速溶材料‑可溶盐‑聚乙烯醇速溶材料”式裂隙充填结构;在裂隙侧壁贴合聚乙烯醇速溶材料后,将光纤液位计置于裂隙位置处,预埋在岩石试件中;在裂隙充填结构上部预留注水孔,继续浇筑直至岩石试件整体浇筑完成;通过注水孔向裂隙充填结构注入少量水,使可溶盐材料与聚乙烯醇速溶材料溶解形成裂隙;待岩石试件凝固后,进行裂隙内水压加载与稳压,在岩石试件中部进行爆破激发,对裂隙内水压变化值进行监测采集。本发明在试件内部形成裂隙、可避免裂隙闭合、裂隙预制可靠,且预制裂隙的含水水压测试准确可靠的。

    一种基于粗粒化计算理论的流固耦合仿真方法及系统

    公开(公告)号:CN112131633A

    公开(公告)日:2020-12-25

    申请号:CN202010921537.7

    申请日:2020-09-04

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本公开提出了一种基于粗粒化计算理论的流固耦合仿真方法及系统,所述方案通过应用粗粒化理论,在模拟计算中利用大粒径的粗颗粒代替粒径小的真实颗粒进行计算,减小了流固耦合计算中的离散元颗粒数量,实现了对工程尺度流固耦合问题的计算;本公开提出的一种DEM‑CFD流固耦合粗粒化计算理论,有效解决了工程尺度流固耦合应用粗粒化理念的定量模拟问题;利用能量守恒和冲量定理得到了粗粒化系统和原系统中颗粒的受力关系,使得在粗粒化系统中可以利用少量的粗颗粒定量代替大量的真实颗粒进行模拟计算,从而实现定量高效工程尺度流固耦合计算,对提高流固耦合计算效率具有重要意义。

    沿空留巷巷旁支护结构设计方法、支护结构及施工方法

    公开(公告)号:CN111058893A

    公开(公告)日:2020-04-24

    申请号:CN201911380862.0

    申请日:2019-12-27

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明涉及沿空留巷巷旁支护结构的设计方法、支护结构及施工方法,包括以下步骤:步骤1:确定工作面一侧基本顶的岩梁下沉量;步骤2:确定待设计支护结构的压缩变形量;步骤3:根据得到的压力计算待设计的支护结构能够抵抗基本顶岩梁压力的最小刚度;步骤4:根据步骤3得到的刚度反推待设计的支护结构的构成材料的孔隙率;步骤5:将待设计的支护结构划分为由下向上且孔隙率成梯度变化的多层,得到支护结构最底层材料的最小孔隙率和最顶层材料的最大孔隙率,进而得到支护结构每层材料的孔隙率;步骤6:根据待支护结构每层材料的孔隙率计算浇注时每层材料的泡沫掺入量,使用本发明设计方法得到的支护结构具有让压吸能的功能,且结构稳定。

    一种隧道工程地质雷达探测辅助装置及工作方法

    公开(公告)号:CN109298416A

    公开(公告)日:2019-02-01

    申请号:CN201811087871.6

    申请日:2018-09-18

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明公开了一种隧道工程地质雷达探测辅助装置及工作方法,包括移动机构、驱动机构、支撑杆、滑轮、绳索、固定件和雷达天线,移动机构包括两个并排设置的移动底座,两个移动底座之间通过螺纹杆连接,所述移动底座上均设置有支撑杆,所述支撑杆上活动设置有固定件,所述固定件上方设置有滑轮,不同的固定件之间通过绳索连接,所述绳索上设置有雷达天线,所述驱动机构驱动雷达天线沿绳索进行水平或倾斜移动探测。本发明克服以往人工抬举雷达天线的操作困难性,以及移动探测过程中的停顿、脱离探测面等情况,适用于任意开挖掌子面的各种现场工程地质情况。

    充气式脱落的混凝土试块模具及方法

    公开(公告)号:CN109049293A

    公开(公告)日:2018-12-21

    申请号:CN201811151377.1

    申请日:2018-09-29

    Applicant: 山东大学

    CPC classification number: B28B7/00 B28B13/06

    Abstract: 本公开提供了一种充气式脱落的混凝土试块模具及方法,包括充气装置和混凝土模具,所述混凝土模具为整体封闭式结构,其中一侧设置有充气孔,保证气流能够注入混凝土模具内部;所述充气装置与混凝土模具通过充气孔可拆卸连接,包括推进杆、储气室和注气端,所述推进杆在受力时向储气室施加压力,将储气室内存储的气体通过注气端释放,当注气端设置于充气孔内时,释放气体流入模具内,实现混凝土试块与模具脱离。

    岩土体渗透破坏过程强度演化特征的等效模拟方法及系统

    公开(公告)号:CN111737860B

    公开(公告)日:2023-11-28

    申请号:CN202010496464.1

    申请日:2020-06-03

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明属于数值计算领域,尤其涉及一种岩土体渗透破坏过程强度演化特征的等效模拟方法及系统。其中,岩土体渗透破坏过程强度演化特征的等效模拟方法包括测试工程现场致灾构造内部充填介质,得到试样的颗粒级配确定粒度小于预设粒度阈值的细小颗粒的含量,得到模拟细小颗粒成分的总质量,进而将其等价于骨架颗粒的质量;基于质量及胶结程度等效构建离散元颗粒模型,其中,粒度小于预设粒度阈值的细小颗粒的吸附作用采用粘结键的胶结程度等效表征;模拟计算随侵蚀逐渐弱化的粘结键强度,构建表征充填介质渗流侵蚀过程的颗粒粘结接触模型;根据离散元颗粒模型及颗粒粘结接触模型,定量表征致灾构造内部充填介质侵蚀过程中强度的变化规律。

    一种基于粗粒化计算理论的流固耦合仿真方法及系统

    公开(公告)号:CN112131633B

    公开(公告)日:2023-01-13

    申请号:CN202010921537.7

    申请日:2020-09-04

    Abstract: 本公开提出了一种基于粗粒化计算理论的流固耦合仿真方法及系统,所述方案通过应用粗粒化计算理论,在模拟计算中利用大粒径的粗颗粒代替粒径小的真实颗粒进行计算,减小了流固耦合计算中的离散元颗粒数量,实现了对工程尺度流固耦合问题的计算;本公开提出的一种DEM‑CFD流固耦合粗粒化计算理论,有效解决了工程尺度流固耦合应用粗粒化理念的定量模拟问题;利用能量守恒和冲量定理得到了粗粒化系统和原系统中颗粒的受力关系,使得在粗粒化系统中可以利用少量的粗颗粒定量代替大量的真实颗粒进行模拟计算,从而实现定量高效进行工程尺度流固耦合计算,对提高流固耦合计算效率具有重要意义。

    模拟地下工程开挖的近场动力学物质点休眠方法及系统

    公开(公告)号:CN111324959B

    公开(公告)日:2022-07-26

    申请号:CN202010115639.X

    申请日:2020-02-25

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明公开了模拟地下工程开挖的近场动力学物质点休眠方法及系统,其技术方案为:将计算区域离散为空间物质点,生成物质点的空间坐标矩阵,并在边界外侧设置虚拟边界层;选择物质点邻域,并形成所有物质点的邻域矩阵;确定计算区域的应力边界条件和位移边界条件,求解物质点速度和位移;待初始平衡计算稳定后,设置地下工程开挖轮廓,判断物质点是否位于开挖区域内;在迭代求解过程中,判断所有物质点的键是否满足破坏条件,并记录局部损伤情况,直至计算稳定。本发明能够有效模拟隧道等地下工程施工过程中围岩在开挖卸荷作用下的物理力学响应与损伤破坏特征。

    一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法及系统

    公开(公告)号:CN113758839A

    公开(公告)日:2021-12-07

    申请号:CN202110814674.5

    申请日:2021-07-19

    Applicant: 山东大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法及系统,包括以下步骤:基于目标岩石的力学性质信息建立标准尺寸的单轴压缩圆柱模型及巴西圆盘颗粒模型,获得室内试验尺度下模拟目标岩石的细观参数,利用细观参数校正粗粒化颗粒粘结模型;基于校正后的粗粒化颗粒粘结模型,使岩石的初始模型和颗粒粒径缩放后模型的抗拉强度相等,利用初始模型的颗粒粒径,获得岩石模型缩放后的颗粒粒径;利用岩石模型缩放后的颗粒粒径完成模拟。利用粗粒化颗粒粘结模型在岩石颗粒模拟计算中利用大直径的粗颗粒代替小粒径的颗粒团进行计算,减小了岩石模拟计算中的颗粒数量,实现了对大规模岩石变形问题的高效模拟计算。

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