顆粒形態(tài)對離散介質剪切強度的影響

自然條件下,顆粒介質大多以非規(guī)則單元形態(tài)存在.非規(guī)則幾何形態(tài)對顆粒介質的宏觀力學性能有很大影響.針對顆粒單元的不同幾何形態(tài),采用團顆粒單元對離散介質的直剪試驗過程進行了離散元數(shù)值計算,詳細地討論了顆粒形態(tài)對離散介質剪切強度的影響.該非規(guī)則顆粒由不同形態(tài)、不同數(shù)目、鑲嵌尺寸、組合方位和顆粒大小的球形顆粒進行隨機構造,其在局部與整體坐標之間的轉動、力矩和方位關系通過4元素方法進行確定,基本球體顆粒之間的作用力采用具有Mohr-Coulomb摩擦定侓的Hertz-Mindlin非線性接觸模型,并考慮了非線性法向粘滯力的影響.通過構造7種具有相同的質量概率分布的不同形態(tài)的團顆粒,在不同法向應力下,對團顆粒的直剪試驗進行了離散元模擬,分析了不同形態(tài)顆粒的剪切強度.通過對不同形態(tài)顆粒介質剪切強度的數(shù)值分析,進一步揭示了非規(guī)則顆粒間的咬合互鎖效應,為分析非規(guī)則顆粒的宏觀動力特性提供了依據(jù).

作 者： 嚴穎 季順迎   作者單位： 嚴穎(大連交通大學土木與安全工程學院,大連,116028)

季順迎(大連理工大學工業(yè)裝備結構分析國家重點實驗室,大連,116023) 

刊 名： 巖土力學  ISTIC EI PKU 英文刊名： ROCK AND SOIL MECHANICS  年，卷(期)： 2009 30(z1)  分類號： O24  關鍵詞： 離散介質   顆粒形態(tài)   剪切強度   直剪試驗   離散元  

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