| 基于离散元方法的落石碰撞破碎研究 |
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| 引用本文： | 沈位刚, 赵涛, 戴峰, 王塞玉. 2016: 基于离散元方法的落石碰撞破碎研究. 工程地质学报, 24(s1): 1047-1053. DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2016.s1.151 |
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| 作者姓名： | 沈位刚 赵涛 戴峰 王塞玉 |
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| 作者单位： | 1.水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川大学 成都 610065 |
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| 基金项目： | 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金（SKLGP2016K022）资助 |
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| 摘 要： | 落石是山区公路边坡常见的地质灾害。落石撞击破碎是落石灾害中常见的现象,落石破碎致使运动轨迹改变往往会增大落石的危害性,但其通常未被考虑到落石的防护设计中。因此,落石破碎机理的研究对落石防护措施设计有重要的指导意义。本文运用离散元方法（离散元开源软件Esys-Particle）模拟落石铅直撞击地面的过程。在模型中,落石由大量的颗粒组成,并且相邻的颗粒由可断裂的黏结材料黏接;地面由一层固定的颗粒组成,从而模拟地面的摩擦、弹性变形性质。模型模拟出落石反弹、破碎和粉碎等过程,分析黏结材料的杨氏模量、颗粒间凝聚力和内摩擦角对落石撞击地面过程的影响,得出落石撞击过程中破坏率和动能的变化过程。研究发现：当杨氏模量和凝聚力的比值较小时,落石将会发生反弹;当杨氏模量和凝聚力的比值增大到一定程度时,落石将会破碎成不同大小的块体;当杨氏模量和凝聚力的比值超过一定限度时,落石将会破碎成非常细小的块体;内摩擦角的变化对撞击过程影响非常小。
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| 关 键 词： | 落石 离散元 杨氏模量 凝聚力 内摩擦角 |
| 收稿时间： | 2016-02-25 |
| 修稿时间： | 2016-05-20 |
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