基于双胞元的颗粒材料应力-应变关系研究-岩土力学.pdfVIP

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2017-10-16 发布于天津
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基于双胞元的颗粒材料应力-应变关系研究-岩土力学

第 35 卷第 7 期岩土力学 Vol.35 No. 7 2014 年 7 月 Rock and Soil Mechanics Jul. 2014 文章编号：1000－7598 (2014) 07 －2071 －08 基于双胞元的颗粒材料应力-应变关系研究 1, 2 1 1 1 董启朋，姚海林，卢正，詹永祥（1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071 ；2. 浙江水利水电勘测设计院，杭州 310002 ）摘要：基于细观力学，建立颗粒材料的宏观应力-应变与接触力、接触位移、枝矢量等细观量之间的关系。用改进的 Voronoi-Delaunay 法对颗粒材料进行几何和物理上划分，得到改进 Bagi 双胞元体系；以固体胞元为基础，运用牛顿第二定律和 Gauss 定理提出含有旋转矢量和重力的颗粒材料平均等效应力，避免了颗粒材料的准静态假设；在孔隙胞元区域内利用变形协调条件推导出含有孔隙面矢量等几何变量的颗粒材料平均等效应变。结合文献的二维颗粒材料宏观试验结果验证了双胞元平均等效应力-应变的正确性；在三维情形下，对比双胞元等效应变和最优拟合应变结果，同样验证了基于双胞元的颗粒材料应力-应变关系，因此，该颗粒材料应力-应变关系可以为数值模拟颗粒材料力学行为提供依据。关键词：细观力学；双胞元；颗粒材料；应力-应变关系；中图分类号：O 319.56 文献标识码：A Stress-strain relationship of granular materials based on two cell systems 1, 2 1 1 1 DONG Qi-peng ，YAO Hai-lin ，LU Zheng ，ZHAN Yong-xiang （1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. Zhejiang Design Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power, Hangzhou 310002, China ）