泥石流運(yùn)動規(guī)律及其沖擊性能對于泥石流災(zāi)害的影響范圍及嚴(yán)重程度具有重要決定意義。出于泥石流這類多相介質(zhì)的復(fù)雜性,本文采用離散元仿真軟件EDEM 2018對碎屑流沖擊流槽試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,考慮流槽坡度、底部攔擋結(jié)構(gòu)角度以及顆粒級配的影響,在已有研究成果的基礎(chǔ)上對固體顆粒運(yùn)動過程及沖擊性能展開了系統(tǒng)研究。本文將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)存試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析,驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可靠性,在此基礎(chǔ)上得出了以下結(jié)論:（1）在攔擋結(jié)構(gòu)角度與顆粒級配相同的情況下,流槽坡度越大,對應(yīng)的碎屑流運(yùn)動速度與沖擊力的峰值也越大;（2）在流槽坡度與級配相同的情況下,攔擋結(jié)構(gòu)越陡,與其相互作用的固體顆粒數(shù)量越多,碎屑流越快達(dá)到速度和沖擊力峰值,且對應(yīng)的速度與沖擊力峰值也越大;（3）在運(yùn)動過程中,各顆粒級配的碎屑流均出現(xiàn)反序現(xiàn)象,且細(xì)顆粒含量的提升可提高碎屑流運(yùn)動速度,但同時沖擊力降低,而粗顆粒含量的提升可增大碎屑流對攔擋結(jié)構(gòu)的沖擊力,對于運(yùn)動速度的影響較小。 

【文章來源】：工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2020,28(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

流槽試驗(yàn)裝置示意圖(Jiang et al.,2013)

在顆粒級配選取方面，Jiang et al.(2013)所選取的物質(zhì)組成中粒徑為10～20imm的顆粒占比在95%左右(圖3)，已有研究表明對于粒徑10～20imm的顆粒占比在95%以上的情況，由于粒徑小于10imm的顆粒在初始顆粒樣品中的質(zhì)量百分比相對較低，忽略尺寸小于10imm的顆粒對計(jì)算結(jié)果的影響(Shen et al.,2018)，故本文直接選取10～20imm間的線性顆粒級配作為數(shù)值模擬中的物質(zhì)組成如圖3所示。圖3 顆粒級配曲線

圖2 數(shù)值模擬模型組成此外，固體顆粒參數(shù)及接觸參數(shù)如表1和表2所示，其中顆粒楊氏模量、泊松比、密度等參數(shù)主要根據(jù)顆粒介質(zhì)數(shù)值模擬中的常用值進(jìn)行設(shè)置(Salciarini et al.,2010)。對于接觸參數(shù)，由于本文模擬的固體顆粒均為球形，而實(shí)際多為帶棱角且表面不光滑的粗糙顆粒，因此在Jiang et al.(2013)的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，本文通過增大靜摩擦系數(shù)，減小滾動摩擦系數(shù)來盡可能還原真實(shí)顆粒情況，具體取值如表2所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3323125