球形砾石碰撞损伤破碎三维离散元模拟研究

作     者：叶阳 曾亚武 杜欣 孙翰卿 陈曦 YE Yang;ZENG Ya wu;DU Xin;SUN Han qing;CHEN Xi

作者机构：武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室湖北武汉430072 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.41772308) 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2020年第41卷第S1期

页      码：368-378页

摘      要：落石碰撞损伤破碎和碎片速度对落石运动轨迹准确预测至关重要。为揭示碰撞损伤破碎和碎片速度,采用结晶法及三维离散元建模,针对球板碰撞室内试验,开展球砾碰撞损伤破碎三维离散元模拟。模拟结果表明,球砾损伤破碎模式与室内试验完全吻合;较高碰撞速度使球砾内部产生径向宏观裂纹和二级宏观裂纹,将球砾破碎成较小块体;二级环向裂纹源于橘子状碎片进一步压缩。径向宏观裂纹的产生导致裂纹数显著增加;基于裂纹数的损伤率随碰撞速度的增加呈3个不同阶段,接触力同样受损伤破碎显著影响;球砾碰撞破碎会产生高速碎片,碎片速度可高达碰撞速度的3.2倍,以等效粒径小于0.11的小碎片为主;碰后碎片速度方向随碰撞速度发生显著变化,变化与球砾碰撞破碎模式相对应。

主 题 词：落石冲击 破碎模式 冲击力 损伤率 高速碎片 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.16285/j.rsm.2019.1688

馆 藏 号：203946320...