基于颗粒破碎耗能的粗粒料剪胀方程研究

摘要：

粗粒料颗粒破碎和应力变形的内在联系可以用颗粒破碎耗能反映.研究了三轴试验过程中粗粒料的颗粒破碎变化规律,根据此规律对Ueng等提出的考虑颗粒破碎的能量平衡方程中的摩擦系数M进行了修正,以此解决依据该能量平衡方程计算出的颗粒破碎耗能违反热力学定律的问题.在此基础上,发展了一个形式简单且适用于粗粒料的剪胀方程.主要结论如下:①提出的颗粒破碎指标与围压及轴向应变之间的数学关系可以较好地描述三轴试验过程中粗粒料的颗粒破碎变化规律;②通过对能量平衡方程中的摩擦系数进行修正实现了颗粒破碎耗能的合理计算,满足了热力学定律;③试验结果表明,剪胀耗能在总的输入功里占比甚微,在能量平衡方程中可以忽略剪胀耗能;④b sdE pd?与M之间存在一个明显的线性关系,将其代入忽略剪胀耗能的能量平衡方程得到了最终的剪胀方程.研究表明,该剪胀方程可以较好地模拟粗粒料的剪胀行为,而且其数学形式简单,可以推出其塑性势函数,为后续考虑颗粒破碎的分数阶本构模型的研究提供了条件.

关键词：粗粒料、颗粒破碎、分数阶、摩擦系数、剪胀方程

所属期刊栏目：44

分类号：TU411(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;长江水科学研究联合基金重点支持项目;高等学校学科创新引智计划

在线出版日期：2022-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：898-906