基于离散元法的级配特征对颗粒柱坍塌的流动性影响研究

杨斌; 程利坡; 王剑峰; 龚健

doi:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2024.0737

广西大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 49 ›› Issue (04) : 737 -750. DOI: 10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2024.0737

基于离散元法的级配特征对颗粒柱坍塌的流动性影响研究

杨斌, 程利坡, 王剑峰, 龚健

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摘要

为了研究不同级配特征对颗粒柱坍塌流动性的影响规律，采用标准差描述级配曲线，构建不同级配特征试样以开展颗粒柱坍塌离散元数值试验，分析了不同级配特征颗粒柱的迁移率和归一化堆积高度，并着重从平均配位数和能量的角度阐明了颗粒柱具有高流动性的原因。研究结果表明：当纵横比小于临界纵横比时，颗粒柱坍塌的方式以滑动为主；反之，以倾倒为主；当标准差小于0.2时，颗粒柱的迁移率和归一化堆积高度逐渐减小。矮柱工况下归一化耗散能随标准差增加而增加；而当纵横比小于1.0时，平均配位数随标准差增加而呈现递减趋势。随着标准差增大，颗粒柱坍塌过程中耗散能降低，而平均配位数随之增加，阐明了流动性随之增加的细观机制。