碎屑流冲击柔性网的离散元仿真研究

摘要：

柔性网和碎屑流相互作用包括碎屑流散体运动冲击和柔性网连续大变形两个复杂的力学过程.由于目前柔性网和碎屑流相互作用的力学理论计算方法尚不成熟,为此提出一种利用Hertz-Mindlin黏结接触模型模拟柔性结构,利用无滑移的Hertz-Mindlin模型模拟碎屑流的离散元仿真方法.选择有横向支撑锚索的沟道碎屑流防护结构进行模拟计算,并定义碎屑流动能变化率Wk和碎屑流死区质量与碎屑流总质量之比Fm来对比碎屑流冲击柔性网和刚性挡墙的动态响应过程.结果表明:与冲击刚性挡墙不同的是,碎屑流冲击柔性网时冲击荷载首先沿坡面方向冲击,使承力锚索在水平方向和竖直方向均产生较大的变形.随后冲击荷载作用方向逐渐转变为以水平冲击为主,使堆积区上部锚索的水平偏移值和碎屑流在水平向的堆积范围增大.利用经验公式求得的作用于刚性挡墙的最大法向冲击合力与数值计算结果较为一致,而利用经验公式求得的作用于柔性网的最大法向冲击合力比数值计算结果大45％以上,因此利用经验公式计算碎屑流作用于柔性网的最大法向冲击力时,需要重新确定动土压力系数CD和弗洛德数Fr之间的关系.

关键词：碎屑流、柔性网、离散元方法、黏结模型、冲击

所属期刊栏目：41

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：中科院西部之光"一带一路"国际合作团队项目Y8R3640640;中科院"百人计划"项目Y9R2120120;国家自然科学基金项目41502334

在线出版日期：2019-05-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：526-533