颗粒体系力链识别及力链破坏影响因素分析

摘要

颗粒物质常见于人们的日常生产生活中,如沙堆、粮仓、土坡和泥石流等,人们对它既熟悉又陌生.宏观上,颗粒物质的行为表现既迅速又具有爆发力,常常给人们带来帮助或是灾难;而微观上,因为它是由大量相互作用的离散颗粒堆积而成的,因此颗粒物质内部行为极其复杂,而在这复杂的行为背后是强大而神秘的力链网络.为了指导颗粒物质的宏观力学行为,需要对其微细观的力学行为和性质做研究,最终建立起宏-细-微观间的联系.为了解颗粒体系内力链的形成及结构,本文从二维颗粒体系入手,对颗粒体系内部力链的形成及结构进行探索,并应用数字图像相关方法(Digital Image Correlation,DIC)研究二维颗粒体系内部力链演变行为;基于牛顿力学理论和颗粒线性动量平衡,对颗粒体系力链进行提取和分析,并对可致力链断裂破坏的因素进行分析;结合影响力链破坏的因素提出一种简单识别力链路径和断裂点的方法;利用PFC(Particle Flow Code)建立颗粒体系受压模型,对体系的位移场、速度场和力链进行分析.