本文關鍵詞：基于PFC3D的模擬月壤本構關系研究　出處：《中國地質大學（北京）》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：月表的工程應用及基礎設計要求模擬月壤具有準確的巖土工程特性，國內外對模擬月壤的研制及力學性質有較多研究，但對其本構關系方面涉及甚少。論文對模擬土壤巖土工程特性進行了試驗研究，為月面工程提供各項有效參數(shù)；采用PFC3D對模擬月壤進行了數(shù)值模擬，標定了模擬月壤的細觀參數(shù)，研究了各細觀參數(shù)對模擬月壤強度的影響；針對月面環(huán)境的特殊性，基于顆粒物質力學和接觸力學，結合模擬月壤的散體顆粒性，建立了模擬月壤的本構模型。 論文通過顆粒分析試驗確定了模擬月壤的粒徑分布，通過固結試驗得到其壓縮系數(shù)，進行直剪試驗和三軸壓縮試驗確定了抗剪強度參數(shù)：內聚力、摩擦角等。在三軸試驗中，為模擬月壤設計加工了新型的制樣模具，提高了試驗效率，，得出模擬月壤在高圍壓和低圍壓下的抗剪強度。 基于室內三軸試驗所得出模擬月壤的力學性質，采用基于離散元法的顆粒流軟件PFC3D對模擬月壤的細觀力學特性進行了研究。建立一個尺寸等同于三軸試驗的圓柱壁面及上下加載板模型，使用PFC3D中內嵌的FISH語言編程，生成與室內試驗粒徑分布狀況相符的模擬月壤顆粒集合體。以模擬月壤已知的宏觀物理力學參數(shù)作為參考，反復調試其顆粒細觀參數(shù)，直至其模擬應力應變關系與實際相符，建立模擬月壤離散元接觸力學模型，進行數(shù)值模擬。 針對月表土壤的力學特性的特殊性，研究了表面能對模擬月壤強度的影響，建立了考慮模擬月壤顆粒間互相作用的顆粒物質模型，該模型由顆粒物質的本構模型拓展而成，嵌入了顆粒間的表面能，表征在極低大氣壓力條件下月球土壤的本構關系。在此條件下，由于表面能的影響，該本構模型體現(xiàn)出較高的抗剪強度，與在月球表面觀察到的較高抗剪強度性質相符。
【學位授予單位】：中國地質大學（北京）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P184

【參考文獻】

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本文編號：1327174