含水率对小麦粮堆弹塑性力学特性的影响

发布时间：2021-08-11 02:53

　　不同地区粮仓中粮堆的含水率会有较大的差异,为了明确含水率对粮仓设计参数的影响,通过三轴试验研究了含水率对小麦粮堆非线性强度、临界状态和模量等的影响规律。结果表明:不同含水率下小麦粮堆的峰值强度和残余强度符合非线性强度指标的Mohr-Coulomb强度准则;参考压力（100kPa）下峰值内摩擦角和残余内摩擦角随着含水率的增大呈线性增大,含水率每增加1%,峰值内摩擦角和残余内摩擦角分别增大0.22°和0.30°。小麦粮堆的临界状态特性符合剑桥弹塑性理论,偏应力随着平均法向应力的增大呈线性增大;峰值应力比和临界状态应力比随着含水率的增大呈线性增大;含水率每增加1%时,峰值应力比和临界状态应力比分别增大0.012和0.014。不同含水率下初始模量、割线模量与围压间可采用幂函数模型表示;参考压力下初始模量和割线模量均随着含水率的增大呈线性降低;含水率每增加1%,初始模量和割线模量分别降低0.98和0.25 MPa。 

【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

小麦粮堆三轴试验示意图

典型的小麦粮堆（含水率为8.56%）三轴剪切试验结果如图2所示。从试验结果可见，在短暂的弹性阶段后，小麦粮堆的偏应力q=(σ1-σ3)与轴向应变ε1呈现明显非线性特性（曲线斜率逐渐变小），在轴向应变大于一定值后，偏应力增量逐渐变小，表明小麦粮堆单元接近剪切破坏。粮仓内大体积粮堆在装卸或受力条件发生变化时，当单元最大剪应力达到强度条件时会发生破坏，因此强度是仓内粮堆最重要的弹塑性指标。峰值强度是对应于三轴剪切中产测的最大的偏应力的一半，残余强度是对应于三轴剪切中轴向应变大于15%后，稳定偏应力值的一半[28]。

不同含水率和围压下，小麦粮堆的峰值强度和残余强度如图3所示。由图可知，不同含水率下峰值强度、残余强度的试验值与拟合值的相关系数介于0.998～1.0之间，具有较好的相关性。从试验结果可见，小麦粮堆的强度符合非线性强度理论，平均应力(σ1+σ3)/2为0时，最大剪应力(σ1-σ3)/2为0，内摩擦角（曲线倾角）随着平均应力的增大略有降低。含水率对参考压力下内摩擦角υ0和残余内摩擦角υr0的影响如表1所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3335297