颗粒介质传力特性的研究

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1、摘要本文对袋狭颗粒帮嚣影灏霾二维难琰髂中豹痘力传递援律·(力豹转递上呈域“应力链”现蒙)进行了实验研究和模掇分析。对块状颗粒的无缝隙和有缝隙两种堆积情形，实验研究了袋在不同基底上受集中荷裁作用时内部的应力传递和分森。裴臻块状颗粒无缝敷蓑}舞豹堆积抟凌秘应力抟避莲懑其毫挞物线鏊边赛，蠢有缝隙情形下则具有带尖头的曲线传力边界。整体七褥，有缝隙情形的应力传递范围要小于无缝隙情形。对无缝隙排列的情形，当基底不同时，传力范围才i同。蹲强形鬏粒憝二维堆莰嚣，内部翡应力传遴矮撵与块菝鬏蛙熬楣毙，存在臻曼黪“拱效应”。

2、发现在自重作用下，颗粒蛾税俸底层个数为偶数时出域“六角形或梅花形”的稳定的“拱结构”；为奇数时，出现“类抛物线形”的稳定“拱结构”。在集中力{擘臻下，当羞力鲶鹣蹶粒发生终三分之一颞缎整经戆位移瓣，鞭粒壤中嘲现沿『F三角形两边传力的现象，此币三角形内的颗粒并不发生移动；在均却力作并j下，对堆积体左右边无约束情形，当施加均如力的一边发生约三分之二颗粒蹙经费毽穆对，疆维积形式瓣不弱，颞羧壤垂组织妥}到戏“节’形、“毅菱形”、“铡iE-角形”、“M”形或“W”彤等不同形状的“滑移线”；在霓力和均粕力共同作jij

3、下，对梯形奉辩剐的颗粒堆，当侧边自由时，出现双熏的捌正三角形的“滑移线”。瀵论分瓠方蕊，对块状壤羧捧熬簧力遂嚣，量纲分援，霜对秘途了若于篱摹理恕模型并进行了分析研究，掇出和验证了散体颗粒堆传力规律的若干观点。所得实验结果不仅弥补了已有结果的不足，还对揭示颗粒物质的“应力镰”现象的机理秘簿决涉及颗粒耪痿瓣魏实工程按零嗣簇，都巽有重要疆导意义。关键词：应力链，拱效应，拱结构，滑移线AbstractInthisthesis，weexperimentallystudytheforcetransmissionin

4、granularmaterial，andweconductthemodelanalysistotheresponseofgranularpackingstovariousappliedforcesaswell．Weuse2Dgranulararraysconsistingofparticles：eitheraluminiumdisksorptexiglasssquares．Therealetwokindsofarraysforsquareparticles．Oneisthatthegrainsfitto

5、gether，withoutgaps，tofillthespace．Theotheristhatthegrainscoverthecontainerwithacertaingap．Theexperimentsalecarriedoutonthesquareparticlearraysondifferentsubstratesunderconcentratedforce．StaticarraysshowinhomogeneousspatialstressprofilescalledStrCSS(orfor

6、ce)chains．Forpackingswithoutgaps，theouterenvelopeoftheresponseisaparabolic，butforpackingswithgaps，thestressprofileisacurvewimasharpangle．AmajorfindingisthatspatialorderingoftheparticlesisakeyfactorinthestreSSresponse，andthepackingswithgapshaveasmallertra

7、nsmissivescopethanthepackingswithoutgapsdo．Comparedwithsquareparticlepackings．thereisaflobvious“archingeffects’’ofstresstransmissionindiskparticlepackings．Thekeyfindingsareasfollows：(1)Undergravitationalforce，thestable“archingstructure”isa‘'hexagonorquln

8、cunx”ifthebottomlayerhasevenparticles．andthe‘‘archingstructure’’isaquasi-parabolaifulebottomlayerhasoddparticles．(2)Underaconcentratedforce，whenthedisplacementatthecontactpo衄reachesupt0113oftheparticlediameter，thestresspro