立筒倉(cāng)水平側(cè)壓力的實(shí)驗(yàn)研究與顆粒流模擬分析.pdf

1、立筒倉(cāng)是儲(chǔ)存散粒狀物料的筒狀或柱狀構(gòu)筑物,廣泛運(yùn)用于糧食、煤炭、礦產(chǎn)、建材等行業(yè).立筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì),是保證物料安全儲(chǔ)備和正常運(yùn)營(yíng)的必要前提.立筒倉(cāng)屬于特種結(jié)構(gòu),由于其倉(cāng)儲(chǔ)物料的散體介質(zhì)特性使其設(shè)計(jì)計(jì)算不同于其它一般的結(jié)構(gòu)形式.立筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于其工況荷載——儲(chǔ)料側(cè)壓力的正確計(jì)算和確定.各國(guó)關(guān)于立筒倉(cāng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算都是基于Janssen理論得到的,Janssen理論是分析立簡(jiǎn)倉(cāng)結(jié)構(gòu)時(shí)一個(gè)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(chǔ)料在任一點(diǎn)(包括倉(cāng)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(chǔ)料的主動(dòng)側(cè)壓力系數(shù);(2)不計(jì)倉(cāng)底的影響,即假定立筒倉(cāng)為無(wú)限深.Janssen理論和公式對(duì)于立筒倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)料處于靜止?fàn)顟B(tài)的情況,是基本符合實(shí)際的,有它的工程應(yīng)用價(jià)值.但在筒倉(cāng)設(shè)計(jì)中,單純地應(yīng)用Janssen公式來(lái)進(jìn)行立筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算是不安全的,因?yàn)镴anssen理論未考慮物料裝料和卸料時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)荷載的

3、實(shí)際情況,也未考慮倉(cāng)底的影響.該文首次充分考慮了倉(cāng)儲(chǔ)物料的散體介質(zhì)力學(xué)特性,以及這一本質(zhì)特性對(duì)其運(yùn)動(dòng)形式和力學(xué)響應(yīng)的影響,采用了基于質(zhì)點(diǎn)體系動(dòng)量守恒定律的散體介質(zhì)顆粒流理論及先進(jìn)的PFC顆粒流程序,模擬筒倉(cāng)在裝卸料過(guò)程中倉(cāng)內(nèi)散狀物料的流動(dòng)及相互作用;并對(duì)其內(nèi)部復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、內(nèi)力場(chǎng)以及物料對(duì)倉(cāng)壁的側(cè)壓力進(jìn)行了模擬分析;從細(xì)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(duì)側(cè)壓力的影響;把模擬的倉(cāng)壁側(cè)壓力的發(fā)展規(guī)律等結(jié)果與現(xiàn)有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)