本文關(guān)鍵詞：摩擦特性對(duì)顆粒材料宏細(xì)觀力學(xué)特征的影響　出處：《武漢大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：顆粒材料普遍存在于自然界,并廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)。作為典型的離散性介質(zhì),顆粒材料具有宏-細(xì)觀等多個(gè)研究尺度。為了更好地研究顆粒材料復(fù)雜特性的力學(xué)本質(zhì),就要搭建起宏-細(xì)觀的橋梁,去尋找其宏觀力學(xué)響應(yīng)的細(xì)觀機(jī)理。本文就顆粒材料的摩擦特性與臨界狀態(tài)這兩個(gè)極為重要的性質(zhì)展開研究,采用離散單元法,開展一系列離散元數(shù)值試驗(yàn)。分析了在不同滑動(dòng)摩擦特性與滾動(dòng)摩擦特性的條件下,顆粒體系的宏觀力學(xué)響應(yīng)及其對(duì)應(yīng)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)的演化特征,并對(duì)滑動(dòng)摩擦特性與滾動(dòng)摩擦特性不同的顆粒體系的臨界狀態(tài)進(jìn)行了研究。主要結(jié)論如下:1.滑動(dòng)摩擦系數(shù)對(duì)顆粒材料的宏細(xì)觀力學(xué)性質(zhì)影響顯著:隨著滑動(dòng)摩擦系數(shù)的增加,試樣的峰值強(qiáng)度、臨界狀態(tài)強(qiáng)度提高;剪脹更加明顯;孔隙比變大;配位數(shù)減小;摩擦激勵(lì)指標(biāo)降低。但滑動(dòng)摩擦系數(shù)的改變對(duì)顆粒體系法向接觸力分布影響不大。2.滾動(dòng)摩擦系數(shù)對(duì)顆粒材料的影響類似于滑動(dòng)摩擦系數(shù)但又不盡相同:隨著滾動(dòng)摩擦系數(shù)的增加,試樣的峰值強(qiáng)度、臨界狀態(tài)強(qiáng)度提高;體積應(yīng)變減小;峰值內(nèi)摩擦角增大;顆粒體系轉(zhuǎn)速降低;孔隙比變大;配位數(shù)減小;法向接觸力增大;同時(shí)驗(yàn)證了 Stress-force-fabric模型的正確性。3.顆粒體系加載到臨界狀態(tài)時(shí),隨著滾動(dòng)摩擦系數(shù)的增加,相同平均有效應(yīng)力下的臨界偏應(yīng)力增大、臨界孔隙比增大,而臨界配位數(shù)降低。通過VORONOI單元的應(yīng)變分析,進(jìn)一步說明了臨界狀態(tài)的特征。4.本文中試樣宏觀尺度和細(xì)觀層面的響應(yīng),均表現(xiàn)出了相一致的規(guī)律,證明顆粒材料的細(xì)觀層面的特性決定了宏觀尺度的響應(yīng)結(jié)果。
[Abstract]:A series of discrete element numerical tests are carried out in order to study the mechanical properties of granular materials .

【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O341

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