立筒倉水平側(cè)壓力的實驗研究與顆粒流模擬分析.pdf

1、立筒倉是儲存散粒狀物料的筒狀或柱狀構(gòu)筑物,廣泛運用于糧食、煤炭、礦產(chǎn)、建材等行業(yè).立筒倉結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計,是保證物料安全儲備和正常運營的必要前提.立筒倉屬于特種結(jié)構(gòu),由于其倉儲物料的散體介質(zhì)特性使其設(shè)計計算不同于其它一般的結(jié)構(gòu)形式.立筒倉結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵在于其工況荷載——儲料側(cè)壓力的正確計算和確定.各國關(guān)于立筒倉的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算都是基于Janssen理論得到的,Janssen理論是分析立簡倉結(jié)構(gòu)時一個十分重要的古典理論,在其基本假定中最主要的

2、二條就是:(1)假定儲料在任一點(包括倉壁處)的水平壓力P<,ho>和垂直壓力P<,vs>成正比,即P<,ho>=kP<,vs>,其中,k為儲料的主動側(cè)壓力系數(shù);(2)不計倉底的影響,即假定立筒倉為無限深.Janssen理論和公式對于立筒倉內(nèi)儲料處于靜止?fàn)顟B(tài)的情況,是基本符合實際的,有它的工程應(yīng)用價值.但在筒倉設(shè)計中,單純地應(yīng)用Janssen公式來進行立筒倉結(jié)構(gòu)計算是不安全的,因為Janssen理論未考慮物料裝料和卸料時所產(chǎn)生的動荷載的

3、實際情況,也未考慮倉底的影響.該文首次充分考慮了倉儲物料的散體介質(zhì)力學(xué)特性,以及這一本質(zhì)特性對其運動形式和力學(xué)響應(yīng)的影響,采用了基于質(zhì)點體系動量守恒定律的散體介質(zhì)顆粒流理論及先進的PFC顆粒流程序,模擬筒倉在裝卸料過程中倉內(nèi)散狀物料的流動及相互作用;并對其內(nèi)部復(fù)雜的運動場、內(nèi)力場以及物料對倉壁的側(cè)壓力進行了模擬分析;從細觀力學(xué)的角度分析了物料結(jié)拱的成因、物料流態(tài)及其對側(cè)壓力的影響;把模擬的倉壁側(cè)壓力的發(fā)展規(guī)律等結(jié)果與現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)