周偉*，+，馬幸*，+，馬剛*，+，*（大學水資源與水電工程科學國家，+（水工巖石力學教育部β值對物理試驗進行數(shù)值模擬并進行對比分析。研究結(jié)果表明：由于β影響了顆粒碰撞前后的速度從而影響了顆粒動能與其他能量之間的轉(zhuǎn)化，β的增大會減小顆粒體動能的轉(zhuǎn)化速率。β對顆≤800mm時，β0.2%時，hf隨著β的增大而增大，0.2β0.5%時，hf隨β的變化不明顯；hd1000mm較好的吻合，為數(shù)值試驗中β的取值提供了有效參考。 數(shù)值模擬能否較好的實現(xiàn)顆粒材料實際的物理力學行為至關(guān)重要[1]DEM模型的細觀參數(shù)取值通常是顆粒振蕩阻尼器[7-8]，研究方向主要集中于顆粒之間的摩擦對多顆粒碰撞時系統(tǒng)能量耗散的影響[9-10]，而對于阻尼系數(shù)在多顆粒碰撞過程中的影響則研究較少。相同的效果，并且建議在DEM數(shù)值試驗中，阻尼系數(shù)的取值為0.2%，但這一取值尚 本文采用基于離散單元法的ELLIPS3H程序[12]，對重力作用下生成試樣的下落試驗進行了數(shù)值1置示意1顆粒材料物理特顆粒直徑鋁試驗進行三種不同下落高度（225,425800mm）的多組、多次試驗，研究顆粒體在重力作用下自由下落并堆積的過程，通過分析最終堆積高度（hf）與下落高度（h0）的關(guān)系來阻尼的影度（如圖。試驗結(jié)果如圖4所示。圖2密實后的顆粒試 圖3顆粒最終堆積狀4理實驗結(jié)個接觸顆粒的剪切模量G和泊松比ν。顆粒間接觸的法向剛度通過Hertzian理論定義為：

簡化的Mindlin理論，與法向剛度的關(guān)系為：kt

ELLIPS3Hβ決定。在數(shù)值模擬過程中，阻尼僅在顆粒發(fā)130mm×130mm×154mm。細觀參數(shù)取值參照顆粒材料的實際力學特性確定（見表。2細觀參顆粒直徑試樣生成的過程分為三步（5所示。第一步，在相應(yīng)尺寸的棱柱內(nèi)隨機生成半徑較小的度。試樣在下落前的特征參數(shù)見表3。3試樣的特征參顆粒體初 圖5試樣生成過程6值試驗過225m425m800mmβh0hfβ7所示（點代表數(shù)值計算結(jié)果，箱型代表物理實驗結(jié)果。通過對比數(shù)值模擬與物理實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當0.002≤β≤0.003時兩者的結(jié)果吻合較好。βh0hf600mm,1000mm1200mm，β值分別為0.0005,0.001,0.002,0.0030.005。hfh08所示，從圖中可以看出，hfh0h0的增大而增大到h（β=0.0005h0≤225mm0.001,h0425mm)，h0hfhfβ9所示，從圖中可以看出，hfβ0.0005≤β≤0.002時，hf隨著β的增大而增大，這與Ng[11]0.002≤β≤0.005時，h0hfβ的增大而增大，h0較大時，hf變化不明顯。圖8hf隨h0的變化曲 圖9hf隨β的變化曲具，對該物理實驗進行了數(shù)值模擬，分析了β對試驗的影響，得出了一些結(jié)論。因此有力的證明了離散元數(shù)值計算中β取值范圍為[0.002，0.003]。hfβ的函數(shù)，同時也是h0的函數(shù)。h0≤225mmhf隨著β的增大而增大；425mm≤h0≤800mm0.0005≤β≤0.002時，hf隨著β0.002<β≤0.005時，hfLandryH,LagueC,RobergeM.Discreteelementrepresentationofmanureproducts.ComputersandElectronicsinAgriculture,2006,51(1):17~34.周健，，池永.砂土雙軸試驗的顆粒流模擬.巖土工程學報,2000,22(6):PowderTechnology,1996,88(1):59~64.DurdaDD,MovshovitzN,RichardsonDC,AsphaugbE,MorganbA,RawlingsdAR,VestdC.Experimentaldeterminationofthecoefficientofrestitutionformeter-scalegranitespheres.Icarus,2011,211(1):ImreB,R?bsamenS,SpringmanSM.Acoefficientofrestitutionofrockmaterials.Computers&Geosciences,2008,34(4):339~350..GüttlerC,Hei?elmannD,BlumJ,KrijtS.NormalCollisionsofSpheres:Alituresurveyonavailableexperiments.arXivpreprintarXiv:1204.0001,2012.MaoK,WangMY,XuZ,ChenT.DEMsimulationofparticledam.PowderTechnology,2004,142(2):FangX,TangJ,LuoH.Granulardamysisusinganimproveddiscreteelementapproach.JournalofSoundandVibration,2007,308(1):112~131.SunQ,JinF,ZhouGGD.Energycharacteristicsofsimplesheargranularflows.GranularMatter,2013,15(1):119~128.compression.GranularMatter,2011,13(4):NgTT,ZhouW,MaG,XLChang.DamandparticlemassinDEMsimulationsundergravity.JournalofEngineeringMechanics,2014,141(6): NgTT.Triaxialtestsimulationswithdiscreteelementmethodandhydrostaticboundaries.JournalofEngineeringMechanics,2004,130(10):1188~1194.CundallPA,StrackODL.Adiscretenumericalmodelforgranularassemblies.Geotechnique,1979,29(1):47~65.ZhangD,WhitenWJ.Thecalculationofcontactsbetweenparticlesusingspringanddammodels.PowderTechnology,1996,88(1):59~64.DETERMINATIONOFTHEDAMPAREMETERUSEDINDEMANDITSZHOUWei1, MAGang1, CHANGXiaolin1,(2KeyLaboratoryofRockMechanicsinHydraulicStructuralEngineeringofEducationMinistry,WuhanUniversity,Wuhan)Thispaperpresentsastudyonthedamratio(β)usedinthediscreteelementsimulations.Itfocusesontheinfluenceofparticledamonsamplepreparationofgranularmaterialsundergravity.Physicalexperimentsareperformedbydropparticlesfromapredeterminedheight.Aluminumspheresareused.Discreteelementmethodisusedtosimulatetheprocessofparticledepositingundergravity.Theexperimentalresultiscomparedwiththenumericalresulttoidentifytheappropriateβ.TheresultindicatestheappropriatedamratiousedinDEMisbetween0.2%and0.3%.Variousβhavebeenusedinthesimulationswhileotherinputparametersareconstants.Damaffectsthevelocitiesofparticlesafterimpactwhichinturnaffectsthetransformationbetweenpotentialandkineticenergy.Differentβyielddifferentsampleheights.Fordropheightlessthan225mm,theeffectofβisobvious,thefinalheightofthesampleincreaseswithβ.For425mm≤dropheight≤800mm,thefinalheightofthesampleincrea