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二维颗粒体系单轴压缩形成的力链结构
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O482[理学—固体物理;理学—物理] TU458.3[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 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, [2]北京科技大学物理系,北京100083
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(批准号:2007CB714101,2010CB731504),清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主课题项目(批准号:2008-ZY-6)资助的课题.
中文摘要:

从接触力、能量分布和接触网络结构特点出发,提出了强力链的力大小(Fc)判据(Fc大于平均接触力(F))和角度θc判据(θc=180/〈Z),其中(Z)是平均配位数),指出强力链和弱力链是本质不同的两类结构存在于颗粒体系中,其中强力链网络与体系的宏观性质直接相关.以二维颗粒体系的单轴压缩为例,计算发现了强力链长度的幂率分布规律,分析了侧向压力系数与相应强力链网络结构的关系:当内部强力链网络充分发育而不再变化时,侧向压力系数趋于稳定数值.

英文摘要:

Granular matter is a large assemblage of dense-packing particles. The interparticle forces are transmitted through heterogeneous chain architecture. The force chains would display different responses as external loading varies, and it would be directly related to the macroscopic mechanical properties of the granular system. Therefore, understanding the properties of force chains is fundamental to the study in granular systems. In this work, we firstly analyzed three characteristic time scales involved in processes occurring in granular systems, and proposed three dimensionless numbers to measure their relative importance. Secondly, a series of numerical simulations were conducted on a uniaxial compression system consisting of 12400 polydispersed particles. Our results showed that the shape of force distributions are unaffected by system preparation history and packing fractions in the range from 0. 855 to 0. 886, but mainly affected by the static surface friction. By defining three conditions for evaluating strong force chain, the probability distribution of force chain length was found in the form of power law with an exponent of 1.72, which is independent of packing fractions and static surface frictions in this static system.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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:49876