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点载荷作用下密集颗粒物质的传力特性分析
  • ISSN号:1000-0879
  • 期刊名称:力学与实践
  • 时间:0
  • 页码:10-16
  • 分类:O469[理学—凝聚态物理;理学—电子物理学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(2010CB731504); 国家自然科学基金(50904036); 中国博士后科学基金(20090450421); 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主项目(2010-TC-1)资助项目
  • 相关项目:铀矿山尾矿坝动力稳定性分析的颗粒离散元方法研究
中文摘要:

利用颗粒离散元商业软件PFC3D,模拟了在2m×1m×0.01m容器中直径分别为0.01 m,0.008 m和0.006 m的颗粒各1×10^4个,受重力作用下的静态密集堆积;以此为初始条件,在表层随机选择7个颗粒分别施加5.2×10^(-2) N(100倍最大颗粒重量)的点载荷,进行应力传播特点研究.结果表明:力的传递在局部范围内呈现很强的各向异性;应力涨落随着距离的增加呈指数下降;在大于5倍最大颗粒粒径时,其分布可以使用弹性力学理论来计算.探讨了摩擦系数μ=0,0.2,1对应力传递的影响,随着摩擦系数的增加,各向异性范围减小.

英文摘要:

A localized small force provides a unique non invasive probe based on both the structure of the force chain network and the response of granular matter.In this work,quasistatic packings of 30000 spherical particles confined within a 2m×1m×0.01m container are simulated by using discrete element method.The sizes of particles are 0.01 m,0.008 m and 0.006 m,respectively,and the number of particles of each size is 10 000. A localized force is exerted on one of the top layer particles with a small magnitude of 5.2×10~(-2)N,which is 100 times of the weight of the largest particle with the size of 0.01 m in order to ensure that the granular material keeps still.The results show strong heterogeneous pathways of force propagation and the fluctuations of force are evident.With the increase of the distance from the exerted particle,the force fluctuations are reduced.The calculated stress values agree with the Flamant solutions of stress as the distance is more than 5 times the size of the largest particle.The effect of surface friction of particles is discussed.The preliminary results indicate that a larger friction coefficient leads to more uniform stress distributions.

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期刊信息
  • 《力学与实践》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:李俊峰
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxsj@cstam.org.cn
  • 电话:010-62554107
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2064/O3
  • 邮发代号:2-178
  • 获奖情况:
  • 1996年国家科技期刊二等奖,科学院期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,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:10340