内容简介
本书聚焦高堆石坝工程中粗粒土颗粒破碎的细观力学机理，针对现有研究对颗粒接触破碎演化规律认知不足的瓶颈问题，采用理论建模、室内试验与数值模拟相结合的方法，系统构建了粗粒土球形颗粒接触-破碎理论体系。本书创新性揭示了双颗粒法向／切向接触-破碎的分阶段演化规律，首次提出基于硬度模量的三阶段接触力-变形理论模型，阐明了锥形核生成机制及其尺寸预测方法；突破性探明多颗粒约束下接触点数量与约束强度对破碎形态及破裂面演化的耦合影响机制，揭示了颗粒排列方式对土体强度的调控机理；建立了适用于脆性岩石材料的球形颗粒归一化破碎模型，提出了基于应力叠加的主接触点破碎准则。基于改进PFC3D平面-黏结模型的强度准则，构建了颗粒破碎数值仿真方法，可为堆石坝工程材料优化与结构安全分析提供理论支撑。
目录
第1章绪论
1.1选题背景
1.2粗粒土颗粒破碎研究现状
1.2.1粗粒土宏观力学特性研究
1.2.2粗粒土细观力学特性研究
1.2.3粗粒土颗粒接触-破碎研究
1.2.4脆性球体力学特性理论研究
1.2.5离散元数值模拟研究
1.3主要研究内容
1.3.1研究中存在的问题
1.3.2研究思路和内容
1.3.3主要创新点
1.4本章小结
第2章接触-破碎模型研究思路及方法
2.1经典接触模型简介
2.2接触-破碎模型研究思路
2.3试验材料选取原则
2.4材料基本力学性能试验
2.4.1单轴压缩试验
2.4.2劈裂试验
2.4.3点-面压缩试验
2.4.4小结
2.5本章小结
第3章双颗粒法向接触-破碎过程理论分析及试验验证
3.1双颗粒法向接触-破碎理论分析
3.1.1颗粒接触-破碎过程假设
3.1.2局部压密阶段
3.1.3弹性变形阶段
3.1.4整体破碎阶段
3.1.5小结
3.2双颗粒法向接触-破碎试验
3.2.1试样制备
3.2.2试验设备
3.2.3试验方案
3.2.4理论预测
3.2.5试验结果
3.2.6分析与讨论
3.3本章小结
第4章双颗粒切向接触-破碎过程理论分析及试验验证
4.1双颗粒切向接触-破碎理论分析
4.1.1高法向力等级
4.1.2低法向力等级
4.1.3小结
4.2双颗粒切向接触-破碎试验
4.2.1试样制备
4.2.2试验设备
4.2.3试验方案
4.2.4理论预测
4.2.5试验结果
4.2.6分析与讨论
4.3本章小结
第5章多颗粒接触-破碎过程理论分析及试验验证
5.1多颗粒接触-破碎理论分析
5.1.1局部压密阶段
5.1.2弹性变形阶段
5.1.3整体破碎阶段
5.1.4小结
5.2四颗粒接触-破碎试验
5.2.1试样制备
5.2.2试验设备
5.2.3试验方案
5.2.4理论预测
5.2.5试验结果
5.2.6分析与讨论
5.3球形颗粒群接触-破碎试验
5.3.1试样制备
5.3.2试验设备
5.3.3粒径效应
5.3.4试验方案
5.3.5理论预测
5.3.6试验结果
5.3.7分析与讨论
5.4本章小结
第6章粗粒土球形颗粒接触-破碎模型
6.1基本假设
6.1.1接触点压密体积与能量假设
6.1.2接触-破碎过程分段假设
6.1.3接触面等应力分布假设
6.2接触-破碎模型
6.2.1接触-破碎过程
6.2.2接触力-变形方程
6.2.3锥形核形状及尺寸方程
6.2.4整体破碎判别方程
6.2.5基本参数
6.2.6多点接触下破碎力修正方程
6.3模型适用性与局限性分析
6.4本章小结
第7章球形颗粒接触-破碎过程数值试验补充验证
7.1平面-黏结模型及其优化
7.1.1模型基本结构
7.1.2模型的力-位移关系
7.1.3模型黏结强度准则
7.1.4黏结键破坏模式
7.1.5体系能量
7.2数值试验过程
7.2.1球形颗粒模型的建立
7.2.2加载控制方法
7.2.3模型参数标定
7.2.4数值材料力学性能
7.3数值试验结果
7.3.1接触-破碎过程
7.3.2颗粒破碎形态
7.3.3锥形核区域特征
7.3.4Kmob分布
7.3.5接触力-变形曲线
7.4本章小结
第8章结论与展望
8.1研究成果与结论
8.2研究展望
参考文献
附录
附录A双颗粒切向接触-破碎试验部分统计结果
附录B多颗粒接触-破碎试验部分统计结果
渝公网安备 50009802500702号
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