河冰单轴压缩破坏过程细观数值仿真

作者：邓宇; 王娟; 李志军^*

来源：水利学报, 2018, 49(11): 1339-1345.

DOI：10.13243/j.cnki.slxb.20180150

• 河冰
• 单轴压缩强度
• 数值仿真
• 黄河

为了解并认知河冰材料的内在属性,对黄河封冻期的河冰进行了现场取样观测并开展了单轴抗压破坏过程的物理试验,依据物理试验结果,在细观层面将河冰看成由晶粒、晶界、初始缺陷构成的非均质材料,给出了随机缺陷界面弹簧元模型模拟河冰单轴压缩强度的数值方法,模拟了河冰在单轴受压荷载作用下的开裂破坏过程,分析了初始缺陷分布和含量、晶粒尺寸等各相组分对河冰力学性能的影响。结果表明:随着初始缺陷含量的增加,河冰单轴压缩强度呈下降趋势,但下降幅度逐渐变缓;随着晶粒尺寸的增加,河冰单轴压缩强度呈降低趋势,且与晶粒尺寸d-1/2呈线性相关关系。与物理试验对比发现,该计算模型能较好地模拟黄河冰的单轴压缩强度和开裂过程。

• 单位
  黄河水利委员会黄河水利科学研究院; 郑州大学; 海岸和近海工程国家重点实验室; 大连理工大学