堆石料颗粒破碎强度的尺寸和形状效应隐式离散元研究

胡沈江; 郭宁; 杨仲轩; 赵吉东

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堆石料颗粒破碎强度的尺寸和形状效应隐式离散元研究

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采用隐式离散元法（DEM），亦称非光滑接触动力学（NSCD）法，模拟了堆石料单颗粒的一维压缩破碎过程。采用多面体颗粒近似真实堆石料颗粒的不规则棱角状形状，并通过Voronoi空间划分将母颗粒离散成若干多面体子颗粒，子颗粒间通过接触面上的内聚力模型（CZM）胶结发生相互作用，胶结断裂则可反映颗粒的破碎过程，可避免传统DEM中常用的碎片替代法和胶结小球法的缺点。首先使用巴西劈裂试验获得CZM参数，其后开展了不同粒径颗粒的一维压缩试验，结果表明颗粒破碎强度服从Weibull分布，且破碎强度大小和变异性均随着颗粒尺寸的增大而减小。还进一步模拟了不同形状颗粒的压缩试验，发现颗粒形状与加载方向均对颗粒破碎强度有显著影响。长轴方向加载破碎强度通常最低，且在相同等效粒径下，球状、椭球状、扁平状颗粒的平均破碎特征强度依次降低。

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来源
《岩土工程学报》 |2023年第2期|433-440|共8页
作者
胡沈江; 郭宁; 杨仲轩; 赵吉东;
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作者单位

1. 浙江大学建筑工程学院岩土工程计算中心 2. 浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心 3. 香港科技大学土木及环境工程学系;

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正文语种 chi
中图分类水工材料试验;
关键词
颗粒破碎; 非光滑接触动力学; 内聚力模型; 尺寸效应; 颗粒形状; Weibull分布;

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