刘怀忠
- 作品数：17 被引量：41H指数：4
- 供职机构：四川大学水利水电学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金四川省科技支撑计划更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 基于直剪试验的堆积碎石类材料细观参数标定方法及模拟验证被引量：3
- 2022年
- 颗粒材料的3维离散元数值模拟的可靠性取决于细观参数的合理标定。目前,对颗粒材料细观模拟参数的标定方法还缺少系统性的研究。本文通过对室内直剪试验和数值模拟的对比分析,揭示了碎石颗粒材料宏观力学参数与颗粒间细观参数的相关性,提出碎石颗粒材料数值模拟细观参数的标定方法,并验证该标定方法的合理性。结果表明:在线性模型中,碎石颗粒试样的宏观弹性常数与碎石的粒间法向接触刚度呈正相关,而对粒间切向接触刚度的变化不敏感;基于此提出的粒间接触刚度(法向、切向)标定方法,直剪数值模拟的剪应力–剪位移曲线计算结果与室内试验值吻合度较高,验证了该标定方法的可靠性及合理性。在直接剪切过程中,碎石颗粒内部力链网络随着剪位移的增加逐渐由垂直方向向剪切盒对角线方向偏转,随着颗粒的整体速度场变化而出现剪缩和剪胀现象;采用本文提出的细观参数标定方法对室内滑坡运动试验开展数值模拟,数值模拟的滑坡碎石堆积形态与室内试验结果基本一致,验证了该方法在堆积碎石滑坡模拟分析中的适用性。
- 杨文剑刘怀忠谢红强肖明砾卓莉
- 关键词：颗粒离散元直剪试验
- 边切斜裂缝岩石单轴压缩缝尖起裂机理试验研究被引量：2
- 2023年
- 为研究岩石在压剪荷载作用下的断裂特性,在岩石试样侧边切斜裂缝,预制角度分别为30°、45°、60°的初始裂纹,利用TAW-2000微机控制电液伺服岩石三轴试验机进行单轴压缩断裂试验。试验结果表明:边切斜裂缝岩石单轴压缩试样表现为明显脆性,其峰值荷载随初始裂纹角度的增大而增大,大角度初始裂纹具有更高的安全性;试样从预制裂纹尖端开始起裂,并产生向荷载作用方向扩展的翼型裂纹或反翼裂纹,缝尖裂纹扩展初期先受到压剪应力作用,随着裂纹逐渐扩展过程转变为拉应力作用,试样的最终破坏由张拉裂纹主导破坏,初始裂纹角度为45°、60°时伴随部分剪切破坏;裂纹起裂角度随初始裂纹角度的增大而呈现增大趋势,且在初始裂纹角度为60°时,同时出现了反翼裂纹与翼裂纹,起裂模式及角度的控制因素为沿扩展路径方向上法向应力值的相对大小。
- 何强卓莉刘怀忠谢红强肖明砾
- 关键词：砂岩
- 调压井群结构型式优选及围岩稳定性研究
- 2019年
- 某水电站调压井群处于复杂高地应力软岩区,层状特征显著,工程开挖后围岩和衬砌结构变形开裂问题突出。为了充分论证不同调压井结构形式与区域地质条件的相互关系,建立三维有限元模型,针对3种不同调压井结构形式(长廊、两圆筒式、三圆筒式),分析施工期围岩变形、应力及破坏情况,进行稳定性比选。结果表明:长廊式边墙变形、拉应力都较大,围岩破坏区范围较深;二圆筒式变形较小,但井身拉应力稍大,对稳定不利;而三圆筒式变形小,极值出现在顶拱,量值为3.9 cm,应力分布均匀,塑性破坏区深度3~5 m。因此推荐三圆筒室设计布置方案。
- 梁露谢红强何江达肖明砾刘怀忠
- 关键词：圆筒式
- 基于OFDR分布式光纤传感器的应变测试试验研究被引量：1
- 2022年
- 利用光频域反射技术(OFDR)测试应变时在空间分辨率、灵敏度、传感精度、响应度和测量距离上的显著优势,以铝合金梁三点弯曲试验为载体,开展了基于OFDR分布式光纤传感器的应变测试,并通过与电阻式应变片测试结果、梁三点弯曲试验有限元模拟结果进行对比分析,论证了分布式光纤传感器应变测试的可行性和准确性。试验揭示了铝合金梁在三点弯曲试验中的变形规律,通过对比分析光纤应变测试结果与有限元模拟结果,验证了OFDR在试验过程中对铝合金梁不同部位应变测试的准确性。研究表明OFDR能对试件在时间上和空间上的微应变变化趋势进行准确测量,相较于电阻式应变片,其线性度和连续性更好,测试稳定性更高。本文研究结果可为OFDR分布式光纤用于室内应变测试提供参考。
- 巫佳明谢红强卓莉肖明砾刘怀忠
- 关键词：分布式光纤有限元
- Ⅱ型断裂韧度测试功能开发与试验分析
- 2024年
- 断裂韧度作为岩石的重要力学指标,对认识压剪破坏规律具有重要意义。为解决现有设备缺乏围压冲剪试验(PTS/CP)测试功能的问题,本文基于Ⅱ型断裂韧度测试方法进行试验装置开发,在现有设备上实现了PTS/CP测试功能,并通过青砂岩的PTS/CP试验验证了开发装置的可靠性。青砂岩PTS/CP试验结果表明,在围压侧向约束条件下岩石试样可获得较理想的冲剪破坏面,且随着围压的增大,Ⅱ型断裂韧度K_(ⅡC)先增大后趋于稳定;通过PTS/CP试验所获得的青砂岩K_(ⅡC)与其单轴抗拉强度、I型断裂韧度指标之间的关系符合常规认识,说明了PTS/CP测试功能的合理性和装置的可操作性。PTS/CP测试功能的开发可为岩石及类似工程材料的相关教学和科研工作提供试验支撑。
- 卓莉裴建良刘怀忠肖明砾谢红强
- 压剪荷载作用下红砂岩裂纹尖端应变分布特征及起裂机理研究
- 2024年
- 岩石在纯剪切荷载作用下,断裂类型都为Ⅰ型或者复合型断裂,为了研究Ⅱ型断裂,有必要探索压剪荷载共同作用下的断裂机理。本文首先利用剪切盒装置对双边切口的红砂岩试样进行加载试验,然后通过数字图像相关(DIC)技术对试样切口尖端及岩桥上的应变状态进行分析,最后对裂纹起裂机理做出判断。试验结果显示,剪切角为30°~60°时,试样均从切口尖端起裂,并且起裂裂纹沿岩桥所在平面有不同程度偏转;剪切角为70°时,试样从岩桥中部起裂,起裂裂纹沿着岩桥所在平面扩展。分析试样断裂特征及DIC试验数据后得到的主要结论如下:随着剪切角的增大,起裂平面张拉位移最大值和滑移位移最大值之比逐渐增大,起裂机理逐渐由剪切断裂转变为张拉断裂;当剪切角为30°、40°时,试样岩桥在初始裂缝平面上的应力状态始终处于压剪状态,起裂机理为剪切主导的拉剪复合型断裂;当剪切角为50°、60°时,在加载前期,试样岩桥在初始裂缝平面上的应力状态处于压剪状态,但随着荷载进一步增大,岩桥应力状态逐渐转变为拉剪状态,起裂机理为拉剪复合型断裂;当剪切角为70°时,试样岩桥上的应力状态在加载过程中始终存在拉应力,并且随着荷载增大,切口尖端也出现拉应力,不能达到压剪状态,裂纹起裂机理为张拉断裂。
- 左金涛卓莉刘怀忠谢红强何江达
- 关键词：压剪断裂
- 基于Hoek-Brown准则的寒区隧道围岩弹塑性分布影响因素分析被引量：7
- 2020年
- 为定量确定寒区隧道开挖支护后的弹塑性应力场与塑性区半径,建立衬砌-正冻围岩-未冻围岩简化力学模型,以Hoek-Brown破坏准则为极限平衡条件,推导出寒区圆形隧洞理想弹塑性围岩的塑性区半径解析解。根据Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则的参数等效方法,对比了两种准则在不同原岩应力和围岩单轴抗压强度下塑性区分布的差异,并考虑了冻胀深度、衬砌弹性模量对冻胀力与弹塑性分布的影响。研究表明,围岩冻胀力σf与冻胀深度近似呈正线性相关,衬砌弹性模量在一定范围内对围岩冻胀力σf*有显著影响;塑性区半径Rp对围岩单轴抗压强度在一定范围内的变化十分敏感,甚至可达8~10倍洞径;高地应力条件下,基于Hoek-Brown准则与Mohr-Coulomb准则求解的塑性区半径与原岩应力p0的敏感性有差异,但均与原岩应力呈正相关。
- 贺耕夫肖明砾刘怀忠谢红强卓莉
- 关键词：寒区隧道冻胀力
- 断续节理岩体破坏模式对强度特性的影响被引量：2
- 2020年
- 为定量分析断续节理岩体破坏模式与强度的关系,基于离散元软件PFC2D标定了测试材料的强度包络线,并通过对不同节理倾角、排距和连通率的断续节理试样进行扩展数值模拟,研究了破坏模式对岩体强度特性的影响。计算结果表明,节理的倾角、排距、连通率均显著影响岩桥断裂机理,进而影响岩体强度和破坏模式;随着加载方向与节理夹角的减小、节理连通率或排距的增大,节理岩体的破坏模式逐渐由阶梯状张拉断裂转变为沿节理平面剪切断裂,张拉破坏的强度受排距的影响较大,而剪切破坏的强度受连通率影响较大;同时,破坏模式转变时的临界节理倾角αcrit与节理排距d、岩桥长度lr密切相关,其关系可用经验表达式αcrit=αcont-λlr/d来表示。
- 梁露刘怀忠肖明砾卓莉谢红强何江达
- 关键词：断续节理岩体强度破坏模式离散元
- 石英云母片岩各向异性蠕变特性试验研究被引量：7
- 2015年
- 为探明丹巴水电站地下厂房区石英云母片岩的各向异性流变力学特性,分别对片理方向不同的2组石英云母片岩试样进行了单轴压缩蠕变试验.根据石英云母片岩蠕变曲线的特征,通过串联一个非线性黏性元件,对损伤西原模型进行改进,并按照Lemaitre应变等效原理推导了模型的蠕变方程,获得了石英云母片岩的一维流变模型参数;分析了片理面和应力水平对瞬时蠕变、衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变等特性的影响.结果表明:随应力水平提高,石英云母片岩的瞬时弹性模量基本不变,而滞后弹性模量、稳定黏性系数和蠕变破坏时间均减小;加载方向与片理面垂直时,石英云母片岩具有较强的黏塑性和较高强度;加载方向与片理面平行时,石英云母片岩具有较强的瞬时弹性、黏弹性、黏性和延性.
- 刘怀忠谢红强何江达肖明砾卓莉刘建锋
- 关键词：各向异性蠕变试验
- 大型高拱坝嵌深对坝肩块体稳定性的影响分析
- 2024年
- 结合古学拱坝坝肩不同嵌深设计方案,利用刚体和有限元极限平衡法,对坝肩块体进行稳定性分析,研究了高拱坝嵌深变化对坝肩块体稳定性的影响规律。结果表明,拱坝嵌深的增加会产生块体体积、滑面面积减小和拱推力增加两种效应,分别增加和降低块体稳定性,因此坝肩块体抗滑稳定安全系数随嵌深增加呈现出持续增大、持续减小、先增后减、先减后增4类变化趋势。经比选,推荐古学拱坝采用左岸嵌深36.5m、右岸嵌深40.5m的中嵌深方案。
- 徐扬肖明砾张广森刘怀忠卓莉何江达
- 关键词：刚体极限平衡法双曲拱坝坝肩稳定
