颗粒形态对离散介质剪切强度的影响

颗粒形态对离散介质剪切强度的影响

自然条件下,颗粒介质大多以非规则单元形态存在.非规则几何形态对颗粒介质的宏观力学性能有很大影响.针对颗粒单元的不同几何形态,采用团颗粒单元对离散介质的直剪试验过程进行了离散元数值计算,详细地讨论了颗粒形态对离散介质剪切强度的影响.该非规则颗粒由不同形态、不同数目、镶嵌尺寸、组合方位和颗粒大小的球形颗粒进行随机构造,其在局部与整体坐标之间的转动、力矩和方位关系通过4元素方法进行确定,基本球体颗粒之间的作用力采用具有Mohr-Coulomb摩擦定侓的Hertz-Mindlin非线性接触模型,并考虑了非线性法向粘滞力的影响.通过构造7种具有相同的质量概率分布的不同形态的团颗粒,在不同法向应力下,对团颗粒的直剪试验进行了离散元模拟,分析了不同形态颗粒的剪切强度.通过对不同形态颗粒介质剪切强度的数值分析,进一步揭示了非规则颗粒间的咬合互锁效应,为分析非规则颗粒的宏观动力特性提供了依据.

作 者： 严颖 季顺迎   作者单位： 严颖(大连交通大学土木与安全工程学院,大连,116028)

季顺迎(大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,大连,116023) 

刊 名： 岩土力学  ISTIC EI PKU 英文刊名： ROCK AND SOIL MECHANICS  年，卷(期)： 2009 30(z1)  分类号： O24  关键词： 离散介质   颗粒形态   剪切强度   直剪试验   离散元  

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