[發(fā)明專利]減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力影響的隨機(jī)填顆粒方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911412358.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110909414B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金煒楓;馬永航;陳榮忠;曲晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F119/14;E02D29/02
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33230
• 代理人: 郭薇

1.一種減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力影響的隨機(jī)填顆粒方法，其特征在于：將擋墻的一側(cè)的堆土替換為顆粒集合體；所述方法包括以下步驟：

步驟1：預(yù)設(shè)顆粒集合體中的顆粒材料為隨機(jī)排列；

步驟2：基于顆粒為隨機(jī)排列的假設(shè)及附加豎向應(yīng)變?cè)隽亢退綉?yīng)力增量的關(guān)系，尋找顆粒接觸參數(shù)，使豎向附加荷載引起的擋墻水平壓力增量為0，從而確定顆粒材料的接觸參數(shù)；所述步驟2包括以下步驟：

步驟2.1：建立接觸點(diǎn)局部坐標(biāo)系；設(shè)兩個(gè)接觸的顆粒分別為A和B，兩個(gè)顆粒的球心在坐標(biāo)軸x_i上的坐標(biāo)分別為和坐標(biāo)軸x₁和x₂為水平向，坐標(biāo)軸x₃為豎向，接觸點(diǎn)的法線為法線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，法線的單位向量為這里n_i分別表示法線與對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸x_i夾角的余弦；在接觸點(diǎn)上選兩個(gè)相互垂直的單位向量和這里s_i和t_i分別為和與坐標(biāo)軸x_i夾角的余弦；由單位向量和建立局部坐標(biāo)系；

步驟2.2：在局部坐標(biāo)系和的方向上，設(shè)接觸力的分量分別為△f_n,△f_s和△f_t，接觸點(diǎn)位移的分量分別為△δ_n,△δ_s和△δ_t，k_n和k_s分別為法向和切向接觸剛度，有如下關(guān)系：

步驟2.3：在全局坐標(biāo)系上，取顆粒集合體總體積為V，顆粒間的總接觸數(shù)為M_v，顆粒集合體的平均應(yīng)力為σ₁₁、σ₂₂、σ₃₃、σ₁₂、σ₂₃、σ₃₁、σ₂₁、σ₃₂和σ₁₃，這里σ₁₁、σ₂₂和σ₃₃分別為坐標(biāo)軸x₁、x₂和x₃方向的平均正應(yīng)力，這里σ₁₂、σ₂₃、σ₃₁、σ₂₁、σ₃₂和σ₁₃分別為對(duì)應(yīng)平均正應(yīng)力的平均剪應(yīng)力；顆粒集合體的平均應(yīng)變?yōu)棣?Sub>11、ε₂₂、ε₃₃、ε₁₂、ε₂₃、ε₃₁、ε₂₁、ε₃₂和ε₁₃，這里ε₁₁、ε₂₂和ε₃₃分別為坐標(biāo)軸x₁、x₂和x₃方向的平均正應(yīng)變，ε₁₂、ε₂₃、ε₃₁、ε₂₁、ε₃₂和ε₁₃分別為對(duì)應(yīng)平均正應(yīng)變的平均剪應(yīng)變，取第一應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系矩陣為[K]，設(shè)K_ij為矩陣[K]的第i行第j列元素，有如下關(guān)系：

步驟2.4：設(shè)第二應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系矩陣為[K^g]，有如下關(guān)系：

步驟2.5：矩陣[K^g]由[K]對(duì)應(yīng)變求偏導(dǎo)數(shù)得到，取矩陣[K^g]為

步驟2.6：為減少附加豎向壓力對(duì)擋墻水平向壓力的影響，豎向應(yīng)變?chǔ)?Sub>33有增量時(shí)，水平向應(yīng)力σ₁₁的增量為0，則[K^g]中第1行第3列的元素為0，從而確定顆粒接觸參數(shù)k_n和k_s的關(guān)系，得到顆粒材料的接觸參數(shù)；

步驟3：按接觸參數(shù)選定顆粒材料；

步驟4：按預(yù)設(shè)的顆粒空間排布形式向擋墻一側(cè)隨機(jī)填入選定的顆粒材料。