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基于数值试验的风沙区散体道床内尺度比研究 认领
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作者 张智海 肖宏 令行 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3554-3565,共12页
为研究沙粒粒径对道床宏细观力学特性的影响,引入量纲一参数内尺度比表征道床内部颗粒的粒径,设计8种不同沙粒粒径的风沙区铁路钢轨-轨枕-道床的一体化数值试验,借助Logistic相关性分析模型建立内尺度比与道床力学特性之间的联系;开展... 为研究沙粒粒径对道床宏细观力学特性的影响,引入量纲一参数内尺度比表征道床内部颗粒的粒径,设计8种不同沙粒粒径的风沙区铁路钢轨-轨枕-道床的一体化数值试验,借助Logistic相关性分析模型建立内尺度比与道床力学特性之间的联系;开展现场轮轨力及位移试验,标定离散元模型的微观参数,验证模型的正确性。在此基础上,系统分析沙粒粒径对离散元模型计算效率、道床内部细观接触特性及轨道结构宏观动位移的影响。研究结果表明:当道床中颗粒内尺度比大于57.52时,计算时间急剧增加,计算效率低;随着内尺度比不断增大,道床内部颗粒法向接触力和切向接触力的强力键分布面积逐渐减小,且沙粒粒径对法向接触力的影响更明显;随着沙粒粒径减小,颗粒水平位移概率密度峰值逐渐减小,垂向位移概率密度峰值向正位移方向移动;道砟颗粒平均配位数与内尺度比呈正相关,随着内尺度比增大,道砟颗粒的平均配位数逐渐增大,但配位数曲线斜率逐渐减小;轨枕平均动位移与内尺度比呈负相关,随着内尺度比增大,轨枕平均动位移过渡到收敛区,沙粒粒径影响减弱,根据Logistic模型预测结果可知真实沙粒作用下轨枕动位移平均值不超过0.302 mm。综合研究表明,风沙道床存在内尺度比,多尺度效应显著,需在风沙铁路道床建模过程中重点关注。 展开更多
关键词 风沙铁路 尺度 离散单元法 细观接触 位移场
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基于颗粒流数值试验的岩土材料内尺度比研究 认领 被引量:13
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作者 尹小涛 郑亚娜 马双科 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期1211-1215,共5页
内尺度比是材料的最小结构和材料尺寸的比。在细观条件下,岩土材料可以看成是由不同尺度矿物颗粒组成的颗粒集聚体,含有不同尺度的天然缺陷。这些带有尺度特点的材料结构、构造特征无疑会影响岩土材料性质测试的结果和准确性,即岩土... 内尺度比是材料的最小结构和材料尺寸的比。在细观条件下,岩土材料可以看成是由不同尺度矿物颗粒组成的颗粒集聚体,含有不同尺度的天然缺陷。这些带有尺度特点的材料结构、构造特征无疑会影响岩土材料性质测试的结果和准确性,即岩土材料具有和金属材料一样的内尺度比。利用颗粒流软件fish语言编写程序虚拟实现了岩土材料单轴压缩试验,设计了0.05、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40、1.60、1.80、2.00mm等12种粒径数值试件,分别进行了单轴压缩试验。根据试件的破坏形态、应力-应变曲线,分析了内尺度比对测试结果的影响,发现:粒径小于0.40mm之后,计算时间急剧增加,计算效率急剧减小;内尺度比小于0.01之后,材料的数值试验结果趋于稳定。这说明岩土材料也存在内尺度比,岩土体的物理力学参数的尺寸效应问题就是材料内尺度问题的一种表现形式。 展开更多
关键词 岩土材料 尺度 尺寸效应 颗粒流程序
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