本文選題：顆粒流 + 連接鍵�。� 參考：《力學(xué)學(xué)報(bào)》2016年01期

【摘要】：基于顆粒間的有限接觸假設(shè),提出了可表述顆粒間力、力矩傳遞的連接鍵模型.為了表征連接鍵的塑性、損傷及斷裂過(guò)程,在連接鍵中引入了考慮應(yīng)變軟化效應(yīng)的Mohr--Coulomb準(zhǔn)則及最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則.單一連接鍵的單向拉伸測(cè)試及直剪測(cè)試表明了上述連接鍵應(yīng)變軟化模型的計(jì)算精度.研究了顆粒體系的宏觀應(yīng)變能與顆粒平均配位數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),對(duì)于二維顆粒體系,當(dāng)平均配位數(shù)為5時(shí),顆粒體系的宏觀應(yīng)變能與相同參數(shù)下連續(xù)介質(zhì)方法 (如有限元等)計(jì)算獲得的應(yīng)變能基本一致.利用上述連接鍵應(yīng)變軟化模型對(duì)巖石的單軸壓縮過(guò)程進(jìn)行了模擬,計(jì)算結(jié)果表明:巖石單軸壓縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線經(jīng)歷了線性上升段、非線性上升段、非線性下降段及緩變段等4個(gè)階段,并給出了上述4個(gè)階段與巖石內(nèi)部損傷破裂狀態(tài)的內(nèi)在聯(lián)系.計(jì)算結(jié)果還表明,隨著斷裂應(yīng)變的增大,巖石的破裂模式逐漸由拉剪復(fù)合型破裂向單一壓剪型破裂轉(zhuǎn)化;隨著斷裂應(yīng)變的增大,峰值應(yīng)力及達(dá)到峰值應(yīng)力時(shí)的應(yīng)變均逐漸增大,但峰值時(shí)的破裂度及終態(tài)時(shí)的破裂度將逐漸減小.
[Abstract]:Based on the assumption of finite contact between particles, a joint bond model is proposed to describe the force and torque transfer between particles. In order to characterize the plasticity, damage and fracture process of bond, Mohr-Coulomb criterion and maximum tensile stress criterion considering strain softening effect are introduced. Uniaxial tensile test and direct shear test of single bond show the accuracy of the strain softening model. The relationship between the macroscopic strain energy and the average coordination number of particles was studied. It is found that when the average coordination number is 5, the macroscopic strain energy of the particle system is basically consistent with that obtained by the continuum method (such as finite element method) with the same parameters. The uniaxial compression process of rock is simulated by using the above bond strain softening model. The calculation results show that the stress-strain curve of rock under uniaxial compression has experienced a linear ascending phase and a nonlinear ascending phase. The four stages of nonlinear descent and slow variation are given, and the internal relations between the four stages and the damage and fracture state of rock are given. The results also show that with the increase of fracture strain, the fracture mode of rock transforms from tension-shear composite fracture to single compressive shear fracture, and with the increase of fracture strain, the peak stress and the strain at peak stress increase gradually. However, the rupture degree at the peak and the final state will gradually decrease.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所流固耦合系統(tǒng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2012BAK10B00) 國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(11302230,11302229)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：O347.7

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2114475