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朱方园: 作品数：13 被引量：79H指数：6; 供职机构：同济大学土木工程学院土木工程防灾国家重点实验室更多>>; 发文基金：国家杰出青年科学基金国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>; 相关领域：建筑科学天文地球交通运输工程水利工程更多>>

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深海能源土微观力学胶结模型及参数研究被引量：14: 2012年; 天然气水合物主要以胶结物形式存在深海能源土颗粒之间,对能源土强度影响显著,因此研究水合物胶结接触力学特性对能源土力学性质研究有重要作用,而其中的关键是水合物胶结模型及胶结参数的确定。首先,引入并讨论了一种微观胶结接触模型及其对于能源土胶结接触力学特性的适用性;其次,通过文献资料系统分析,获取不同温度、压力及水合物密度条件下天然气水合物的强度与弹性模量表达式;最后,进一步研究了水合物微观胶结模型中的胶结参数,该类水合物微观胶结参数取决于能源土中水合物埋藏深度(赋存环境压力)、温度、水合物密度,这些宏观参量容易确定。; 蒋明镜肖俞朱方园; 关键词：天然气水合物模型参数

不同温压环境下深海能源土力学特性离散元分析被引量：3: 2014年; 深海能源土宏观力学特性与所处温度与水压环境密切相关,明晰温压对能源土力学特性的影响对水合物的安全开采具有重要意义。首先,介绍深海能源土的温度–水压–力学微观胶结模型,用以描述能源土粒间的水合物胶结接触力学特性;其次,将该模型导入至离散元商业软件PFC2D中,开展不同温度与水压环境下的离散元双轴试验;最后,结合离散元双轴试验结果及同已有室内试验结果的对比分析,探讨温度与水压对深海能源土宏观力学特性的影响规律和微观作用机理。结果表明:引入胶结模型的离散元双轴试验可较好地描述深海能源土强度、变形等力学特性随温度与水压的变化关系;温度与水压影响深海能源土宏观力学特性的微观机理是颗粒间水合物胶结强度与刚度同温度与水压间的相关性;建议采用温压距离参数L(在无量纲化的温度–水压坐标平面内,水合物赋存温度与水压点至其相平衡线的最小距离)评价实际复杂温压场下的深海能源土宏观力学特性。; 蒋明镜朱方园; 关键词：离散单元法

深海能源土剪切带形成机理离散元分析被引量：7: 2014年; 天然气水合物的分解开采过程将会劣化深海能源土的力学性能,从而引发一系列岩土工程问题。因此,要实现天然气水合物的安全开采,需要对能源土的强度和变形特性开展研究。结合深海能源土微观胶结模型,通过平面应变双轴试验的离散元模拟,研究了深海能源土剪切带形成机理以及剪切带内外的宏微观变量特征。结果表明:水合物胶结提升了深海能源土的强度,且使其呈现出明显的应变软化特性;剪切带在峰值应力后开始产生,伴随着胶结的大量破坏以及各宏微观变量的局部化;剪切带内外各宏微观变量差异明显,随着轴向应变的增加,土体微观结构也随之发生变化。; 蒋明镜彭镝申志福张望城朱方园; 关键词：天然气水合物剪切带应变局部化离散单元法

基坑开挖数值模拟方法的对比分析: 对于基坑开挖问题,数值分析方法是分析变形和稳定性的重要手段,而选择合适的数值分析方法和模型参数是分析结果准确性和可靠性的关键.本文通过宏微观模型参数间的比拟,结合基坑算例,用离散单元法和有限差分法进行基坑分层开挖的模拟分...; 朱方园蒋明镜郑敏吴晓峰; 关键词：基坑开挖模型参数离散单元法有限差分法; 文献传递

两种常用本构模型在基坑开挖数值模拟中的适用性被引量：14: 2012年; 针对基坑分析中难以选择土体宏观本构模型的现状,通过数值模拟研究2种常用本构模型对基坑开挖问题的适用性。首先,基于双轴压缩试验,求解与离散元试样在力学特性上相匹配的M-C和D-P模型参数;其次,进行基坑开挖模拟,以离散元的应力、应变路径分析结果为参考,讨论2种本构模型在基坑分析中的特点及适用性。结果表明:M-C和D-P本构模型能够较好地反映开挖过程中土体的复杂应力发展,难以表征土体的变形发展;2种模型的基坑开挖分析结果相差不大。; 蒋明镜朱方园刘芳; 关键词：本构模型基坑开挖应力路径

不同开采方法下深海能源土离散元模拟被引量：3: 2015年; 天然气水合物以胶结及孔隙填充等形式存在于深海能源土中,开采时因其分解会劣化地层力学特性进而引发海底事故,使得人们对能源土开采过程进行中力学特性的变化愈发重视。在前期室内试验的基础上,将一个温度-水压-力学二维微观胶结模型引入离散元商业软件PFC2D中,通过对排气、排水性较好的土体进行升温及降压法开采进行数值模拟,并将模拟结果与相同条件下的室内试验结果对比,验证了该胶结模型的适用性。进一步分析了颗粒接触分布与颗粒平均纯转动率(averaged pure rotation rate,APR)在水合物分解时的变化情况。升温分解过程中随温度升高,颗粒总接触分布各向异性程度增大;胶结接触逐渐减少并始终保持主方向为水平方向,无胶结接触增多并始终保持主方向为竖直方向;APR值逐渐增大且正负值分布逐渐趋于集中。降压分解过程中随反(水)压降低,颗粒总接触由各向同性分布逐渐发展为主方向为竖直方向的各向异性,APR值较小且分布均匀;恢复反压后,试样进一步破坏,颗粒总接触各向异性更加明显,APR值增大且正负值呈集中分布。; 蒋明镜付昌贺洁申志福朱方园; 关键词：水合物温度

升温分解下深海能源土抗拔桩斜向承载特性离散元分析: '升温法'是实现天然气水合物开采的有效方法之一:但升温引起的水合物分解会显著劣化深海能源土的力学性能,进而影响深海能源土中锚固桩的承载力学特性。本文通过离散元分析方法探讨升温开采条件下,不同桩~热源距离下某一指定尺寸桩斜...; 蒋明镜周卫朱方园; 关键词：水合物离散元; 文献传递

试验反压对深海能源土宏观力学特性影响的离散元分析被引量：6: 2013年; 在饱和土体三轴试验中,反压常被用于提高试样饱和度,其对常规土体强度特性无影响已广为认同,而已有试验资料表明反压对深海能源土强度、弹性模量等宏观力学参数均存在一定影响,成为困扰国际岩土界的一个难题。首先探讨了试验反压对能源土力学特性的影响机理,通过引入能源土微观接触模型的离散元双轴试验检验上述机理的合理性;然后结合20组离散元双轴试验,进一步探究能源土宏观力学特性随反压的变化规律。结果表明:试验反压对能源土力学特性的影响与水合物作用相关;反压能提高能源土强度,使应变软化和剪胀特性更加明显,并对其弹性参数有一定的影响;试验反压较大时,反压变化对能源土强度参数的影响难以忽略,但对弹性参数的影响可忽略。; 蒋明镜朱方园申志福; 关键词：天然气水合物力学特性

素混凝土桩复合地基承载机理的离散元分析被引量：8: 2012年; 采用二维离散单元法模拟了素混凝土桩复合地基的浅层平板载荷试验。将数值试验结果与现场试验结果对比,以验证离散单元法的适用性,并基于加载过程中地基土体的宏微观响应,分析复合地基的破坏机理。分析结果表明:土体的转动场、应力偏转等变化较大的区域主要集中在直接承载的桩体周边区域,越向外侧所受影响越小;当荷载超过地基极限承载力时,复合地基发生冲切破坏,桩端发生刺入破坏;桩顶荷载、桩侧阻力、桩端阻力、桩土应力比与沉降的变化规律与现场试验结果相似,说明采用离散元法分析素混凝土桩复合地基的承载机理是可行的。; 蒋明镜周雅萍朱方园肖俞陈双林; 关键词：素混凝土桩复合地基离散元法

一个深海能源土的温度–水压–力学二维微观胶结模型被引量：4: 2014年; 天然气水合物以胶结形式赋存时,对深海能源土的强度和变形特性影响显著,且其影响程度与所处温度、水压与力学环境密切相关。旨在建立可考虑温(温度)–压(水压)–力(力–位移与胶结破坏准则)耦合影响的深海能源土微观胶结模型。首先,依据能源土中水合物胶结可发生于两种接触形式(直接接触与有间距)的土颗粒间,提出适用于两种胶结模式的力–位移准则和胶结破坏准则。其次,提出温压距离参数L(表示在无量纲化处理后的温度–水压坐标平面,土体所处温度与水压点到水合物相平衡线的最小距离),并依据文献资料分析,建立水合物胶结强度、刚度与参数L间的关系。最后,建立由水合物饱和度确定的粒间水合物胶结尺寸计算方法,并据此进一步建立了胶结强度与刚度同水合物饱和度间的关系。该模型可以方便地植入离散元程序,从而用于深海能源土的宏微观力学分析。; 蒋明镜朱方园; 关键词：水合物

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