土的三维破坏准则在颗粒流模型中的应用

摘要：

Savage-Hutter(S-H)颗粒流模型用一个只与材料参数相关的土压力系数来描述颗粒流内部的应力状态,不能很好地反映颗粒体在运动时的本构关系.通过引入颗粒体应力与速度梯度之间的关系,得到了一个能够反映颗粒流本构模型的崩塌动力学模型.另外,为解除S-H模型中对横向应力大小的假定,通过引入Von Mises、Drucker-Prager、Mohr-Coulomb和Matsuoka-Nakai等土的三维破坏准则,得到了广义摩擦系数的4种表达形式.该模型的主要优势是通过引入颗粒流的本构关系,能较好地体现颗粒流体在运动中的内在机制,并且材料强度参数简单易知.分析了由Drucker-Prager准则和Mohr-Coulomb准则所得到的材料强度参数,并探讨了广义摩擦系数与应力洛德角等物理量之间的关系.用所建议的模型来模拟颗粒流的运动过程,并将数值计算与试验结果进行对比,发现两者能够较好吻合.

关键词：碎屑流、S-H模型、三维破坏准则、颗粒流

所属期刊栏目：37

分类号：TU441(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划项目No.2013CB036402;国家自然科学基金No.51279085.This work was supported by the National Basic Research Program of China 973 Program 2013CB036402 and the Natural Science Foundation of China 51279085.

在线出版日期：2016-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1809-1817