›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (S1): 67-72.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于Cosserat连续体的颗粒破碎影响研究

余 村1,楚锡华1,唐洪祥2,徐远杰1   

  1. 1. 武汉大学 工程建筑工程学院,武汉 430072;2. 大连理工大学 土木建筑工程学院,辽宁 大连 116024
  • 收稿日期:2012-11-13 出版日期:2013-08-30 发布日期:2014-06-09
  • 通讯作者: 楚锡华,男,1977年生,博士,副教授,主要从事岩土颗粒材料力学行为研究。E-mail: Chuxh@whu.edu.cn E-mail: lafln@whu.edu.cn
  • 作者简介:余村,男,1987年生,博士研究生, 主要从事岩土颗粒材料的数值仿真模拟
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助(No.10802060,No.11172216);国家重点基础研究发展计划项目资助(No.2010CB732005,No. 2010CB731502)

Study of effect of particle breakage based on Cosserat continuum

YU Cun1, CHU Xi-hua1, TANG Hong-xiang2, XU Yuan-jie1   

  1. 1. School of Civil and Architectura Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 2. School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China
  • Received:2012-11-13 Online:2013-08-30 Published:2014-06-09

摘要: 颗粒破碎对颗粒材料宏观力学行为有重要影响。 结合Hardin的破碎经验公式,将表征破碎程度的破碎参量与Cosserat连续体的内部长度参数相关联,形成一个基于Cosserat连续体且能考虑颗粒破碎的弹塑性模型。数值算例主要考察了颗粒破碎对颗粒材料承载能力、塑性应变及局部化行为的影响,数值结果表明,颗粒破碎主要发生在剪切带内,颗粒破碎使得剪切带明显变窄且剪切带内外等效塑性应变梯度明显增大。

关键词: 颗粒材料, Cosserat连续体, 颗粒破碎, 应变局部化

Abstract: Particles’ breakage has an important effect on the macromechanical behavior of granular materials. An elastoplastic model combined with an experiential crushing equation is suggested for crushable granular materials based on Cosserat continuum, Hardin’s definition of relative breakage , which is used to quantify the extent of crushing, can be obtained from the crushing equation according to normal crushing stress. The internal length scale of Cosserat continuum theory is related to the average particle size of granular materials; and the evolution of which is computed by the relative breakage . Numerical examples focus mainly on the effect of particle crushing on the bearing capacity and localization of plastic strain. Numerical results illustrate that particles crush mainly in shear band, and shear band obviously becomes narrow and the equivalent plastic strain gradient increases when considering crushing.

Key words: granular materials, Cosserat continuum, particle breakage, strain localization.

中图分类号: 

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