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二维晶格颗粒堆积中侧壁的压力分布与转向系数

杨林 胡林 张兴刚

二维晶格颗粒堆积中侧壁的压力分布与转向系数

杨林, 胡林, 张兴刚
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  • 颗粒物质是大量颗粒聚集在一起的软凝聚态物质, 其微观结构与宏观力学性质的联系非常复杂. 本文用实验的方法观测了二维竖直晶格堆积颗粒, 在竖直方向外加正压力作用下其侧壁的受力分布情况, 根据实验结果详细讨论和分析了颗粒体系中正压力的转向行为. 实验结果表明: 在缓慢压缩颗粒体系的过程中, 正压力的变化呈现非线性和线性两段不同的规律; 对于确定堆积结构的颗粒体系, 竖直方向施加的正压力通过颗粒力链转向, 且水平方向不同堆积高度处所受压力值不同, 中部的压力大于顶部和底部的压力; 转向系数k的饱和值随堆积角θ 的增大而减小. 对颗粒堆的几何结构与受力情况进行分析, 给出了转向系数与堆积角之间的数学表达式, 理论值与实验值符合较好.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11264006)、贵州省长专项基金(黔省专合字2010-5)和贵州大学引进人才科研基金(批准号:201334)资助的课题.
    [1]

    Ball R C, Blumenfeld R 2002 Phys. Rev. Lett. 88 115505

    [2]

    Edwards S F, Grinev D V, Brujic J 2003 Physica A 330 61

    [3]

    DeGiuli E, McElwaine J 2011 Phys. Rev. E 84 041310

    [4]

    Blumenfeld R 2007 New Journal of Physics 9 160

    [5]

    Gerritsena M, Kreissb G, Blumenfeld R 2008 Physica A 387 6263

    [6]

    Majmudar T S, Behringer R P 2005 Nature 435 1079

    [7]

    Sun Q C, Jin F, Wang G Q, Zhang G H 2010 Acta Phys. Sin. 59 0030 (in Chinese) [孙其城, 金峰, 王光谦, 张国华 2010 物理学报 59 0030]

    [8]

    Blumenfeld R 2004 Phys. Rev. Lett. 93 108310

    [9]

    Lu K Q, Hou M Y, Jiang Z H, Wang Q, Sun G, Liu J X 2012 Acta Phys. Sin. 61 119103 (in Chinese) [陆坤权, 厚美瑛, 姜泽辉, 王强, 孙刚, 刘寄星 2012 物理学报 61 119103]

    [10]

    Wu D P, Li X X, Qin Q, Gan B, Zang Y 2014 Acta Phys. Sin. 63 098201 (in Chinese) [吴迪平, 李星祥, 秦勤, 管奔, 臧勇 2014 物理学报 63 098201]

  • [1]

    Ball R C, Blumenfeld R 2002 Phys. Rev. Lett. 88 115505

    [2]

    Edwards S F, Grinev D V, Brujic J 2003 Physica A 330 61

    [3]

    DeGiuli E, McElwaine J 2011 Phys. Rev. E 84 041310

    [4]

    Blumenfeld R 2007 New Journal of Physics 9 160

    [5]

    Gerritsena M, Kreissb G, Blumenfeld R 2008 Physica A 387 6263

    [6]

    Majmudar T S, Behringer R P 2005 Nature 435 1079

    [7]

    Sun Q C, Jin F, Wang G Q, Zhang G H 2010 Acta Phys. Sin. 59 0030 (in Chinese) [孙其城, 金峰, 王光谦, 张国华 2010 物理学报 59 0030]

    [8]

    Blumenfeld R 2004 Phys. Rev. Lett. 93 108310

    [9]

    Lu K Q, Hou M Y, Jiang Z H, Wang Q, Sun G, Liu J X 2012 Acta Phys. Sin. 61 119103 (in Chinese) [陆坤权, 厚美瑛, 姜泽辉, 王强, 孙刚, 刘寄星 2012 物理学报 61 119103]

    [10]

    Wu D P, Li X X, Qin Q, Gan B, Zang Y 2014 Acta Phys. Sin. 63 098201 (in Chinese) [吴迪平, 李星祥, 秦勤, 管奔, 臧勇 2014 物理学报 63 098201]

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-26
  • 修回日期:  2015-01-06
  • 刊出日期:  2015-07-05

二维晶格颗粒堆积中侧壁的压力分布与转向系数

  • 1. 贵州大学物理系, 贵阳 550025
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11264006)、贵州省长专项基金(黔省专合字2010-5)和贵州大学引进人才科研基金(批准号:201334)资助的课题.

摘要: 颗粒物质是大量颗粒聚集在一起的软凝聚态物质, 其微观结构与宏观力学性质的联系非常复杂. 本文用实验的方法观测了二维竖直晶格堆积颗粒, 在竖直方向外加正压力作用下其侧壁的受力分布情况, 根据实验结果详细讨论和分析了颗粒体系中正压力的转向行为. 实验结果表明: 在缓慢压缩颗粒体系的过程中, 正压力的变化呈现非线性和线性两段不同的规律; 对于确定堆积结构的颗粒体系, 竖直方向施加的正压力通过颗粒力链转向, 且水平方向不同堆积高度处所受压力值不同, 中部的压力大于顶部和底部的压力; 转向系数k的饱和值随堆积角θ 的增大而减小. 对颗粒堆的几何结构与受力情况进行分析, 给出了转向系数与堆积角之间的数学表达式, 理论值与实验值符合较好.

English Abstract

参考文献 (10)

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