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土的三维破坏准则在颗粒流模型中的应用
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU441[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点试验室三江源协同创新中心,北京100084
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(No.2013CB036402); 国家自然科学基金(No.51279085)
中文摘要:

Savage-Hutter(S-H)颗粒流模型用一个只与材料参数相关的土压力系数来描述颗粒流内部的应力状态,不能很好地反映颗粒体在运动时的本构关系。通过引入颗粒体应力与速度梯度之间的关系,得到了一个能够反映颗粒流本构模型的崩塌动力学模型。另外,为解除S-H模型中对横向应力大小的假定,通过引入Von Mises、Drucker-Prager、Mohr-Coulomb和Matsuoka-Nakai等土的三维破坏准则,得到了广义摩擦系数的4种表达形式。该模型的主要优势是通过引入颗粒流的本构关系,能较好地体现颗粒流体在运动中的内在机制,并且材料强度参数简单易知。分析了由Drucker-Prager准则和Mohr-Coulomb准则所得到的材料强度参数,并探讨了广义摩擦系数与应力洛德角等物理量之间的关系。用所建议的模型来模拟颗粒流的运动过程,并将数值计算与试验结果进行对比,发现两者能够较好吻合。

英文摘要:

In the Savage-Hutter(S-H) granular flow model, the earth pressure coefficient that is only related to the material property is chosen to describe the internal stresses of the granular flow. However, the constitutive relation of the granular flow is not given in this model. In this paper, an avalanche dynamic model, which can well reveal the constitutive behavior of the granular flow, is developed by introducing the relationship between the stress and the velocity gradient. In order to relax the assumption for lateral stress, the Von Mises criterion, Drucker-Prager criterion, Mohr-Coulomb criterion and Matsuoka-Nakai criterion are combined to yield four expressions of the generalized friction coefficient for describing the moving properties of the granular material. As one of the advantages of the proposed model, the internal mechanism of granular flow is clearly revealed by introducing a simplified constitutive relationship, and the strength parameters used in the proposed model are readily available. The strength parameters derived by Drucker-Prager criterion and Mohr-Coulomb criterion are also analyzed, and the relationship between the generalized friction coefficient and the Lode angle is deduced. It is shown that the numerical simulations of the proposed model agree well with the experimental results.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873