颗粒材料三维应力路径下的接触组构特性

论文摘要

颗粒材料的宏观应力变形特征与其微观接触力、组构等紧密相关.一般而言,强接触系统属于颗粒内部体系的传力结构,其对应的组构张量是影响宏观应力性质的重要因素.细观数值方法 (如离散单元法)能够反映物理试验的基本规律,并且可以方便地提取宏微观数据来研究颗粒体系的应力变形机制.采用离散单元法(discrete element method, DEM)进行一系列等p等b应力路径下颗粒材料的真三轴试验,在此基础上研究了三维应力路径下颗粒材料的宏微观力学参数的演化过程、三维组构张量与应力张量多重联系以及强接触体系反映的宏观应力特征.研究表明:颗粒体系偏应力峰值状态和临界状态均存在与加载路径无关的宏微观特征;三维应力路径下组构张量与应力张量存在非共轴性,但其联合不变量演化过程表现出加载路径无关的特征;与弱接触系统的组构张量相比,强接触系统的组构张量更能反映宏观应力张量的特征;强弱接触体系的组构张量对颗粒体系宏观响应的贡献不同,其分界点存在一定取值范围,但采用平均接触力较为简单合理.

论文目录

• 引言
• 1 颗粒体系的微观结构
•   1.1 微观结构定义
•   1.2 微观研究手段
• 2 离散元数值试验
•   2.1 数值试样与三维应力路径
•   2.2 峰值状态与临界状态
•   2.3 微观标量特征
• 3 三维组构张量及强接触系统
•   3.1 接触组构张量定义
•   3.2 组构张量与应力张量
•   3.3 组构偏值及强弱接触体系的划分
• 4 结论与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘嘉英,周伟,马刚,李易奥,刘其文

关键词: 颗粒材料,离散元,三维应力路径,接触组构,强接触体系

来源: 力学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,贵州省水利水电勘测设计研究院

基金: 国家重点研发计划项目(2017YFC0404801),国家自然科学基金项目(51579193),贵州省科技重大专项(黔科合重大专项字[2017]3005-2号)资助

分类号: TB30

页码: 26-35

总页数: 10

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