受集中荷载的二维分层双分散颗粒堆积体中力的传递机制探究

发布时间：2020-12-11 02:49

　　本文以颗粒堆积体中底部力分布曲线为切入点,采用铝塑板结合复写纸技术的实验方法和基于离散单元法的模拟方法,主要针对集中荷载作用下的分层双分散颗粒堆积体中力的传递机制进行了实验研究和数值模拟,分析对比单分散、上下软硬分层、左右侧向软硬分层以及含有中间夹层的三明治型颗粒系统的底部力和内部力链接触网络的变化情况,并进一步探讨了摩擦系数对颗粒系统传力机制的影响。创新点为自主设计加工了新的实验装置模型并对双分散颗粒系统的底部力分布进行分析,首次观察到底部的“力聚集”现象。集中荷载在二维单分散颗粒系统中传递时,实验和模拟结果都显示其底部力曲线为对称的双峰曲线,但模拟得到的曲线幅度和底部平均力较小,且峰值位置更靠近中心点。当颗粒刚度系数降低时,其底部力也降低。实验中软颗粒的峰值和平均力仅为硬颗粒的60%左右;数值模拟中,则为83%。颗粒的刚度系数降低后,集中荷载作用点附近和两侧边界的横向网络从原有的断开状态变为连接状态。在上软-下硬分层双分散颗粒系统中,力从上向下传递时,其底部力的分布曲线在实验和模拟中都为对称的双峰分布曲线,其底部力都大于全软颗粒系统的值。实验中,底部平均力、峰值、中间位置力和两侧位... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)受到竖向集中荷载的半无限大平面曲线图；(b)该种情况下的应力分布云图

3 与本文有关领域的研究现状对于二维规则排列的双分散（系统由两种不同的物理几何性质的颗粒组成）颗受到外力荷载作用下的力的规律研究，国内外有相关性的实验与模拟研究。在经典的弹性理论中，受到竖向集中荷载的半无限大平面，其内部的应力应该圆型方程，其中最大的应力在 x=0 处，此外应力响应的宽度随深度的增加而增加图 1.1 所示。图 1.1 (a)受到竖向集中荷载的半无限大平面曲线图；(b)该种情况下的应力分布云图

实验装置和加载装置图


本文编号：2909768