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卷第期中甸磅罐事伉学报
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资源开发工程系
摘要】本文在大量动态直剪试验的基础上,建立散体在振动场作用下剪切
试验的几个力学模型. 所建立的模型考虑散体的粘性、弹性和塑性的综合影响, ,
能较好地分析振动场中剪力盒厦试料的运动规律, 为振动出矿基础理论的研究开辟
一条新连径· 。
关键词: 动态直剪, 散体粘弹塑性振动力学模型
由大量性质大致相同的颗粒所组成的集合体称为散体,如松散矿岩、砂土、碎煤、水泥
和谷物等都是散体. 随着现代化建设的飞速发展,涉及到散体动力学问题的领域越来越多.
地震作用下地基的稳定性,橱坡、泥石流的防冶,各种电磁式,机械式振动机械在散体卸放
和运输环节的合理应用等问题都涉及到振动作用下散体动力特性的研究, 因而这一领域引起
了广大研究工作者的高度重视. 散体动力特性研究的开展,—方面可以促进教体动力学理论
的发展, 另一方面可为工程设计计算提供所需的散体力学参数. 所以教体动力特性的研究具
有重大的理论意义和实际价值.
散体动力特性的室内研究方法包括动直剪试验、动三轴试验、动扭剪试验、振动台试验
和共振柱试验. 各试验方法均有各自的特点和适用范围,而在散体卸放和运输领域涉及到散
体流动和液化时,以采用动直剪试验方法为宜. 因此,我们以新研制的一型振动直剪
仪为手段,对松散矿石的动力特性进行了大量的试验研究⋯, 并在此基础上建立了几个关于
散体在振动场作甩下的剪切力学模型,本文将介绍这一研究成果.
模型建立的前提条件
散体动态直剪试验就是给直剪仪施加一定的振动场,在一定的正压力下对试样实施剪
切通过改变振动场的参数,试样种类及其他试验参数,来探讨振动场申散体动态力学性质
的变化. 图为动态剪切试验装置结构图, 这是建模的物理基础. 试验中所得到的典型的翦
切位移与剪切力『自的关系曲线如图所示.
在分析结椅复杂的散体材料的变形和流动时,一般采用两种方法进行研究. 一是连续介
质方法, 二是非连续介质方法. 由于前者使于进行理论分析,所以现今大部分研究工作都是
年月日收到韧稿
国家自然科学基盎资助项目
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图动态剪切试验装置结构图图典型的—曲线
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示, 即假定散体中没有空隙,其中的应力、应变、位移等量是连续的. 建立模型时还以下列
假设作为前提:
. 散体是各向同性的, 因此,可认为在剪切过程中,振动方向上的散体性质保持不
变.
.相对颗粒尺寸而言,剪切而上的振幅是很小的,施加的振动不会对散体产生预剪
切.
. 将散体物料视为粘弹朔性体, 包含有库伦阻尼和粘滞阻尼.
散体剪切的库伦一弹性模型
无论是在静态还是在动态剪切过程中,
动施加的结果是引起散体