局部约束模式对单颗粒破碎强度的影响

作者：邓璇璇; 马刚; 周伟; 常晓林

来源：浙江大学学报(工学版), 2018, 52(07): 1329-1337.

• 颗粒破碎
• 约束模式
• 连续-离散耦合分析方法
• 奇异值分解(SVD)
• 颗粒破碎阈值

为了研究不同约束模式对单颗粒破碎的影响,通过改变颗粒的接触状态(接触点个数、接触角度)设计一系列约束模式.对描述颗粒接触状态的二维矩阵进行奇异值分解(SVD),得到量化颗粒约束状态的特征值.基于Voronoi图生成试样的随机不规则网格,在连续-离散耦合分析方法(FDEM)的基础上建立颗粒模型,研究颗粒的破碎强度和破碎形式与约束模式之间的关系,建立考虑颗粒约束模式的破碎阈值模型.通过大量的数值模拟结果可以看出,在颗粒破碎过程中,靠近竖直加载轴线的约束部位出现初始裂纹,并逐渐发展成为宏观贯穿裂缝,继而圆周侧向约束部位出现向顶部或底部约束部位扩展的裂纹.颗粒接触点或者配位数越多,SVD分解得到的平均奇异值越大,颗粒破碎阈值越高.在接触点或者配位数相同的情况下,约束模式对应的平均奇异值越高或偏状态程度越低,颗粒抵抗破碎的能力越强.

• 单位
  水资源与水电工程科学国家重点实验室; 武汉大学