几种颗粒物质堆积的崩塌角

以经过筛选的颗粒物质为研究对象,采用固定漏斗法进行颗粒物质堆积.在堆积过程中录像,记录颗粒堆积过程.录像视频处理为图片后,再采用CorelDraw软件作数据处理,计算得出颗粒物质黄米、小米和油菜籽在堆积过程中的堆积角,得到堆积角随时间的变化关系,测得堆积崩塌角和静止极小角.结合已测得的颗粒物的物理参数,分析颗粒物的表面摩擦系数和颗粒堆积密度对颗粒物质堆积的稳定性的影响.研究发现,颗粒物质的表面摩擦系数和堆积密度越大,堆积的崩塌角越大.     

颗粒系统的广义势及其临界指数

作者对BTW模型进行了简单修改,得出了系统构型的运动方程,进而构建了系统的广义势函数,讨论了广义势在临界点附近的渐进形式,得出了颗粒系统的临界变化规律和临界指数,并提出了一些需要改进的意见.     

碎石颗粒堆的崩塌响应分析

试验模拟了碎石颗粒堆在匀速加载作用下的受力及崩塌情况;研究了崩塌产生的频率及幅度,分析了影响崩塌产生的因素。结果表明荷载大小及碎石颗粒表面情况对碎石颗粒堆的崩塌产生显著影响。对匀速荷载下碎石颗粒堆的崩塌响应给出了理论解释。     

颗粒尺寸对通道内颗粒静止角的影响

通过实验研究颗粒在通道中的崩塌现象，考察固定通道宽度条件下，颗粒直径大小对通道内所堆积颗粒的静止角θr的影响．研究发现静止角θr随颗粒直径d的倒数λ=1／d的增大呈指数衰减趋势．本实验对5种不同直径的颗粒其抬高斜面倾角θ的过程中静止角θr的涨落进行研究，发现静止角θr的涨落随颗粒直径的增大而增大．     

颗粒材料崩塌模拟与特征研究

颗粒材料所表现出的行为特征是许多工艺技术及自然现象研究的理论基础.为对颗粒材料的崩塌特征进行深入研究,应用离散单元数值方法对颗粒材料崩塌进行了数值模拟,计算通过了试验数据的数值验证,说明计算结果是正确而有效的.在数值计算模拟的基础上,对两类典型颗粒崩塌过程及特征进行了研究与分析,最后利用数值计算结果得到不同崩塌条件下静止核心区的规律曲线并进行了分析.     

颗粒物质表面摩擦性质研究

颗粒物质的摩擦性质与普通的固态物质有很大的区别.通过两颗粒层表面间的相互摩擦实验发现:(1)表面粘有固定颗粒的滑块与离散颗粒层表面发生相对运动时,最大静摩擦力随颗粒层中颗粒尺寸的增大而减小;(2)滑块受到的滑动摩擦力与颗粒层数有关,颗粒层数小于三层时,滑块受到的滑动摩擦力随颗粒层数增加而增加,当颗粒层数大于等于三层时,滑块受到的滑动摩擦力不再增加.通过拟合得到最大摩擦力F与尺寸R满足F=A Bexp(-R/C)关系.     

Ⅶ—Ⅸ度烈度区地震触发崩塌滑坡分布规律

利用"4·20"芦山地震Ⅶ—Ⅸ度烈度区资料翔实的有利条件,研究不同烈度区地震触发崩塌滑坡的整体分布规律,并基于自组织临界状态理论,从物理角度对其机理进行诠释.实震资料表明:Ⅸ度、Ⅷ度、Ⅶ度烈度区,崩塌滑坡面积与发生频率之间的关系均可用幂律描述,且幂指数b值相近,但随地震烈度的降低,崩塌滑坡密度单调减小;元胞自动机模拟表明:当扰动强度按0.5的比率递减时,沙堆模型的动力学特性基本服从同一幂律分布,雪崩密度呈线性关系减小;振动台沙堆模型物理实验也支持了以上结论.说明规模与发生频率之间的幂律关系是Ⅶ—Ⅸ度烈度区地震触发崩塌滑坡的统一分布规律,灾害点密度的不同是体现它们震害强度差异的主要指标.结论可为地震触发山地灾害危险性区划、地震次生灾害风险评估等提供科学依据.     

离散态物质内部的非稳行为及其规律

用实验方法研究了在离散态颗粒物质中以不同速度向上提拉探测杆时,杆受到的滑动摩擦力.实验结果表明,滑动摩擦力F随测量时间t成非线性上升然后下降.对F进行功率谱分析的结果表明:功率S(f)与频率f存在幂函数的关系,即S(f)∝fβ,-2.0≤β≤-1.0.这现象利用自组织临界模型得到了很好解释.     

金沙江金安桥水电站B1崩塌堆积体稳定性监测

金沙江金安桥水电站B1崩塌堆积体是一巨型滑移型崩塌堆积体.对其目前的工况和稳定性监测进行了简要介绍,重点对其表观变形、深部变形、地下水位的变化以及蓄水对这些变化带来的影响进行了分析.对B1崩塌堆积体的稳定体做出评价并提出了相应的应对措施.     

颗粒物质电学性质研究进展

颗粒物质的静力和动力学性质已经进行了大量的研究,近年来很多人开始对颗粒物质在电流、电场作用下的性质进行研究。综述了颗粒物质电学性质的研究,主要介绍了颗粒堆积导电方面的研究进展。     

颗粒物质的两个典型效应研究现状的分析

概述了颗粒物质领域中粮仓现象和巴西坚果效应两个典型现象及其解释理论,分析其理论的成功和不足,并给出一些看法。     

基于粒集的概念粒系统

在作者提出的粒计算新模型──粒集理论的基础上,提出了粒系统、概念粒系统和粒概念等概念,并对它们分别进行了描述,其中粒系统的描述是五元组形式,即(U,D,L,H,J).当约束J的形式为一种特殊形式,即为概念中内涵与外延间反变关系的数学描述时,(U,D,L,H,J)就是概念粒系统.由此给出了概念粒系统的一些基本数学性质,证明了全体粒概念构成一个完备格──粒概念格,同时初步探讨了形式背景与概念粒系统之间的关系,从而进一步扩充了粒集理论的内容,完善了粒集理论.     

颗粒材料热力学理论在简单剪切流中的应用

颗粒物质由大量离散的粗大固体颗粒聚集而成,在外界作用下可能发生准静态变形、变形局部化和破坏,直至流动,其中采用固体力学和流体力学对准静态变形和流动开展的研究较为系统,而变形局部化和破坏的研究非常薄弱．分析内部结构演化规律,建立颗粒体系非平衡态热力学,统一描述颗粒体系力学行为是重要的基础研究课题,Granular Solid Hydrodynamics（GSH）理论为该研究提供了基础．本文完善了该理论涉及的颗粒温度表达式,确定了相应参数数值;与动理学理论和离散元模拟一起对恒定体积简单剪切流进行了分析,对比了三种方法得到的正应力与颗粒体积分数的关系,发现由于基本假设的限制,动理学理论只能适用于稀疏颗粒流,而完善后的颗粒体系热力学理论比动理学涵盖范围更广,可以从稀疏体系到密集体系．这样该理论可以连贯地描述颗粒体系准静态变形、变形局部化和破坏,直至流动的力学行为．     

Experimental study of segregation patterns in binary granular mixtures under vertical vibration

We report the experimental observations of the segregation patterns in initially well mixed copper and glass spheres subjected to a vertical sinusoidal vibration at differ-ent values of acceleration Г and frequency f.A segregation phase diagram is obtained,which includes Brazil nut(BN),Reversed-BN(RBN) and “sandwich” segregation patterns at different Г and f. The stable RBN segregation is experimen-tally found for the first time,in which large heavy particles move down to the bottom and form the lower-layer while small particles rise to the top and form an upper-layer.The boundary vaiues(Г,f),which separate regions of different patterns,depend on system‘‘‘‘s initial condition,i.e.hysteresis exists.     

粒径呈幂律分布的颗粒气体中的颗粒分离行为特性

采用分子动力学方法模拟了受到边界振动的粒径呈幂律分布的颗粒气体中的颗粒分离行为特性.研究发现当系统受到振动时,模拟区域出现温度梯度,系统出现颗粒分离现象,所有的颗粒都会朝着温度低的区域移动,且大颗粒比小颗粒更趋向于聚集在低温区域;系统大颗粒和小颗粒间的粒径差越大,系统的颗粒分离行为越显著.同时,系统的子区域中的局域粒径分布函数仍然为幂律分布.     

颗粒密度对氧化锆颗粒系统的动力学体积响应的影响

通过测量了垂直脉冲激励下不同密度的球形氧化锆颗粒体系的动力学体积响应谱,分析了氧化锆颗粒密度对颗粒体系体积响应谱的影响。结果发现,当经历高于临界幅度Γ*的足够多的脉冲振动后,氧化锆颗粒系统达到了体积分数仅仅依赖激励脉冲幅度Γ0的可逆的、稳定状态。达到稳态的氧化锆颗粒系统的动力学体积响应因子χ~v(Γ0)随脉冲幅度Γ0的变化曲线上存在双峰结构,Γ0大的子峰的相对高度随着氧化锆颗粒密度的减小而增大,暗示该子峰可能起因于颗粒系统内部结构的大规模重排;Γ0小的子峰的相对高度则随着氧化锆颗粒密度的减小而减小,暗示该子峰可能起因于由于边壁附近层中颗粒的局域重排。氧化锆颗粒系统的χ″v(f)曲线存在一个特征峰,随Γ0的减小,峰值弛豫时间τp从18 s增加到36 s,在高的Γ0范围内,τp近似趋近饱和,低的Γ0范围内,τp近似遵循阿伦尼乌斯关系,随1/Γ0呈现指数增长。并且弛豫时间τp随着颗粒密度的增大而减小,密度较大的颗粒系统达到稳态所需的时间更短。     

散体材料桩用大粒径再生碎石力学试验研究

针对大粒径再生碎石,根据散体材料桩对骨料各项要求,对再生碎石和混合碎石进行了大型三轴试验.针对工程常遇应变范围,给出再生碎石应力-应变关系的对数关系表达式,体应变-轴向应变关系可用抛物线方程拟合.根据试验结果探讨了试验现象内在机理,提出再生碎石适宜在高围压情况下作为沉管砂石桩骨料,混合碎石适宜作为散体材料桩骨料,试验结果对大粒径再生碎石拓展应用具有促进和借鉴作用.     

单层水平振动颗粒系统中颗粒分离的研究

为了研究单层水平振动颗粒系统中的颗粒分离现象,将一种基于平均场理论的统计力学方法运用到格点化的单层水平振动颗粒体系中.考虑由2种不同大小颗粒组成的体系,给出了体系的哈密顿量和配分函数.计算出了颗粒的分布趋势,计算结果在一定程度上解释了单层水平振动颗粒体系中不同大小颗粒的分离现象.     

颗粒流本构关系的实验研究

基于"拟流体"的思想,给出了测量颗粒流本构关系的实验方法.在颗粒斜槽流实验中,通过颗粒的抛物线运动计算流层速度分布,根据非牛顿流体理论求得颗粒流黏性的本构关系;建立了颗粒斜槽流的数学模型,流层的速度为指数分布,流量为斜槽倾角和流层厚度的函数.以小麦颗粒为例,实验结果与用"拟流体"方法所得的预测值进行比较,相对误差在13%以内.