顆粒材料三維應(yīng)力路徑下的接觸組構(gòu)特性
摘要：顆粒材料的宏觀應(yīng)力變形特征與其微觀接觸力、組構(gòu)等緊密相關(guān).一般而言,強接觸系統(tǒng)屬于顆粒內(nèi)部體系的傳力結(jié)構(gòu),其對應(yīng)的組構(gòu)張量是影響宏觀應(yīng)力性質(zhì)的重要因素.細觀數(shù)值方法(如離散單元法)能夠反映物理試驗的基本規(guī)律,并且可以方便地提取宏微觀數(shù)據(jù)來研究顆粒體系的應(yīng)力變形機制.采用離散單元法(discrete element method,DEM)進行一系列等p等b應(yīng)力路徑下顆粒材料的真三軸試驗,在此基礎(chǔ)上研究了三維應(yīng)力路徑下顆粒材料的宏微觀力學(xué)參數(shù)的演化過程、三維組構(gòu)張量與應(yīng)力張量多重聯(lián)系以及強接觸體系反映的宏觀應(yīng)力特征.研究表明:顆粒體系偏應(yīng)力峰值狀態(tài)和臨界狀態(tài)均存在與加載路徑無關(guān)的宏微觀特征;三維應(yīng)力路徑下組構(gòu)張量與應(yīng)力張量存在非共軸性,但其聯(lián)合不變量演化過程表現(xiàn)出加載路徑無關(guān)的特征;與弱接觸系統(tǒng)的組構(gòu)張量相比,強接觸系統(tǒng)的組構(gòu)張量更能反映宏觀應(yīng)力張量的特征;強弱接觸體系的組構(gòu)張量對顆粒體系宏觀響應(yīng)的貢獻不同,其分界點存在一定取值范圍,但采用平均接觸力較為簡單合理.
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