應(yīng)用滲流-顆粒耦合的三維數(shù)值模型,計(jì)算分析土體的內(nèi)部侵蝕過程。模型采用離散元法（DEM）計(jì)算顆粒運(yùn)動(dòng)過程,用有限體積法（FVM）計(jì)算滲流流場,顆粒運(yùn)動(dòng)與流場之間通過共用封閉項(xiàng)耦合。模型復(fù)演經(jīng)典試驗(yàn)得到的顆粒體系流動(dòng)-變形特性,并建立了有效摩擦系數(shù)μ_eff與顆粒體系穩(wěn)定性之間的聯(lián)系,進(jìn)而刻畫了土體在水頭閾值H_c下突發(fā)性失穩(wěn)現(xiàn)象:當(dāng)加載水頭小于H_c時(shí),μ_eff近似等于μ₀,此時(shí)土體穩(wěn)定,無內(nèi)部侵蝕現(xiàn)象;當(dāng)加載水頭達(dá)到H_c時(shí),μ_eff突增至μ₁以上,此時(shí)土體突然失穩(wěn),內(nèi)部侵蝕發(fā)生（μ₀和μ₁為計(jì)算率定值）。論文工作為深入認(rèn)識(shí)堤防和土石壩中滲流侵蝕破壞機(jī)理提供了新的思路。

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【部分圖文】：

圖1DEM-FVM耦合模型計(jì)算流程圖Fig.1FlowchartofDEM-FVMcouplingmodel

?式（5）至（9）中所涉及到的模型參數(shù)的選取情況，見后續(xù)2.2節(jié)。1.3滲流-顆粒耦合及模型計(jì)算流程DEM-FVM的耦合通過式（1）與式（7）、式（9）間接實(shí)現(xiàn)。即顆�？臻g位置的改變，影響局部孔隙率和滲透系數(shù)，進(jìn)而影響滲流速度和水頭的空間分布；而滲流條件的變化，反過來也決定了顆粒....

圖2計(jì)算區(qū)域及邊界條件截面圖（x-z方向）Fig.2Sketchofsimulationdomainandboundary（b）第2組計(jì)算域及邊界條件

悖?齲耗誆殼質(zhì)垂?討型撂迨?認(rèn)窒笥脬兄搗治?472算例設(shè)計(jì)考慮到文獻(xiàn)中的箱型實(shí)驗(yàn)[10]僅提供加載水頭閾值和侵蝕輸沙臨界現(xiàn)象的描述，缺乏土體顆粒體系的力學(xué)行為細(xì)節(jié)，故算例設(shè)計(jì)參照土體顆粒體系流動(dòng)-變形特性研究的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)[26]，共設(shè)計(jì)兩組算例。第1組算例用于復(fù)演實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證模型....

本文編號(hào)：4018652