基于DEM方法的不同密度颗粒材料砂堆形成过程的数值研究

摘要

颗粒堆积是地质工程中较为普遍的现象,而其堆积稳定后的安息角可以在一定程度上反映颗粒堆积的基本特征.用DEM方法研究不同密度分布的颗粒堆积过程及堆积结果,有助于我们在细观层面研究颗粒密度对颗粒堆积结果的影响和验证DEM方法分析颗粒堆积的合理性.本研究用圆形颗粒简化模拟散体颗粒:第一步,用EDEM软件建立相关模型,在模型内生成简化的颗粒,模拟颗粒在重力作用下自由下落和堆积稳定的过程;第二步,模型中生成颗粒下落堆积稳定后,保留模型底部边界,数值模拟研究移除模型上部边界后颗粒散落堆积稳定的过程并测定堆积体的安息角;第三步,对应数值模型,做相关的实验进行对比验证.研究结果表明:在只考虑堆积颗粒密度而忽略其他参数影响的条件下,堆积颗粒材料的密度越小,其堆积稳定后的安息角越大.