多相颗粒介质中毛细机制的离散建模
材料科学
2012-03-07 v1 软凝聚态物质
摘要
本文提出了一种基于微观力学建模的多相颗粒材料数值研究。采用离散元模拟来研究毛细作用对 pendular 状态下颗粒集合体摩擦特性的影响。毛细力通过 Young-Laplace 方程在局部尺度上描述，并叠加到通常通过弹塑性关系很好模拟的标准干颗粒相互作用上。液相与气相之间的压差效应以及界面处的表面张力效应均被整合到相互作用模型中。基于接触点处毛细弯月面形成和断裂的可能机制，考虑了水力滞后现象。为了将颗粒间模型升尺度，在颗粒集合体上模拟了三轴加载路径，并通过 Mohr-Coulomb 准则解释结果。该微观力学方法通过宏观尺度上引起的毛细内聚力得到验证。研究表明，颗粒间弯月面通过增加接触点处的法向力来贡献土体抗力。此外，我们的发现强调了液桥数量密度对材料整体行为的重要性，其重要性超过了毛细压力水平或饱和度。
引用
@article{arxiv.1203.1234,
title = {Discrete modelling of capillary mechanisms in multi-phase granular media},
author = {L. Scholtès and B. Chareyre F. Nicot and F. Darve},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.1234},
year = {2012}
}