堆石颗粒在复杂约束模式的破碎特性

作者：肖宇轩; 马刚^*; 陆希; 周伟; 王頔; 苗泽锴

来源：浙江大学学报(工学版), 2022, 56(08): 1514-1559.

DOI：10.3785/j.issn.1008-973X.2022.08.005

• 颗粒破碎
• 约束模式
• 连续-离散耦合分析方法
• 破碎模式
• 破碎强度
• 碎片尺寸分布

为了研究三维情况下单个颗粒在不同约束模式下的破碎特性，对颗粒开展了物理试验和基于连续-离散耦合数值分析方法 (FDEM)的数值试验研究.通过改变颗粒周边约束的个数和位置，设定了不同的约束模式，并采用奇异值分解(SVD)对颗粒约束模式进行量化，分析约束模式对颗粒破碎模式、破碎强度和碎片尺寸分布的影响.结果表明，颗粒在不同的约束模式下呈现出3种典型的破碎形式：削切、劈裂和碎裂.统计不同约束个数下的颗粒破碎峰值荷载，其在4～6个约束个数情况下变化并不明显，可以认为在离散元数值(DEM)模拟中采用接触力准则判断颗粒破碎具有一定的适用性.分析碎片尺寸分布，为构建更加合理的碎片替换模式进行离散元颗粒破碎模拟提供了参考和依据.

• 单位
  武汉大学; 中铁第四勘察设计院集团公司; 水资源与水电工程科学国家重点实验室; 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司