颗粒物质力学导论PDF电子书下载

第1章　颗粒物质 1

1.1　简介 1

1.2　静力学现象 3

1.2.1　库仑摩擦定律 3

1.2.2　粮仓效应 5

1.2.3　有效应力原理 6

1.3　动力学现象 7

1.3.1　颗粒流 7

1.3.2　振动对流现象 8

1.3.3　挤压膨胀 9

1.4　颗粒物质力学 10

1.5　研究方法 11

参考文献 13

第2章　球形颗粒接触力学 15

2.1　无黏连球形颗粒接触力 15

2.1.1　法向力（Hertz理论） 15

2.1.2　切向力（Mindlin-Deresiewicz理论） 17

2.2　黏连球形颗粒接触力 19

2.2.1　Bradley理论和DMT理论 19

2.2.2　JKR理论 20

2.2.3　Maugis-Dugdale理论 23

2.2.4　Thornton理论 26

参考文献 30

第3章　软球模型和硬球模型 31

3.1　软球模型 31

3.1.1　接触力计算 32

3.1.2　弹性系数的确定 33

3.1.3　阻尼系数的确定 34

3.2　硬球模型 35

3.2.1　一维碰撞 36

3.2.2　三维碰撞 37

3.2.3　法向恢复系数 38

3.2.4　切向恢复系数 39

3.3　模型对比 41

参考文献 43

第4章　湿颗粒液桥力 45

4.1　颗粒间隙液体分布 45

4.2　静态液桥力 47

4.2.1　极限液桥距离 51

4.2.2　湿颗粒群中静态液桥力 51

4.3　动态液桥力 52

4.3.1　牛顿流体法向挤压力 52

4.3.2　幂律流体法向挤压力 53

4.3.3　牛顿流体切向阻力 54

4.3.4　幂律流体切向阻力 55

4.4　液桥力与干颗粒接触力 57

参考文献 58

第5章　颗粒离散元方法 59

5.1　颗粒接触的搜索 59

5.2　基于硬球模型的离散元方法 60

5.3　基于软球模型的离散元方法 63

5.3.1　动态松弛法 63

5.3.2　瑞利阻尼 63

5.3.3　差分方法 64

5.3.4　静力问题的实现 65

5.3.5　动力问题的实现 65

5.3.6　时间步长的确定 67

5.4　需要说明的问题 70

参考文献 72

第6章　力链 73

6.1　力链的形成 73

6.2　接触力的检测 75

6.2.1　光弹性应力分析法 75

6.2.2　压痕法 78

6.2.3　电子天平称重法 79

6.2.4　离散元方法 80

6.3　基于力链的颗粒体系接触应力 83

6.4　基于力链的颗粒体系摩擦系数 86

6.5　基于力链的颗粒体系恢复系数 88

6.6　力链的实验检测 89

6.7　颗粒体系中的多尺度结构 94

6.8　颗粒体系中的特征时间 96

6.9 以力链为核心的多尺度力学 97

参考文献 101

第7章　颗粒流 103

7.1　简介 103

7.2　体积恒定的颗粒流 108

7.3　应力恒定的颗粒流 110

7.4　密集颗粒流模型 112

7.5　泥石流 115

7.6　需要说明的几个问题 117

参考文献 120

第8章　沙粒跃移运动的模拟 121

8.1　简介 121

8.2　沙粒的基本运动形式 123

8.2.1　跃移运动 123

8.2.2　蠕移运动 125

8.2.3　悬移运动 125

8.3　沙床生成 126

8.4　沙粒起跳 127

8.5　沙粒起跳速度分布 128

参考文献 130

第9章　风成沙纹的模拟 131

9.1　机理研究 132

9.2　随机模拟 134

9.3　流体力学模型 136

9.4　颗粒离散元模拟 137

9.5　沙漠上的风速分布 139

9.5.1　颗粒没有运动时的风速分布 139

9.5.2　颗粒运动时的风速分布 140

9.6　沙粒的起动规律 140

9.6.1　粗颗粒的起动 140

9.6.2　细颗粒的起动 141

9.7　沙纹形态分析 141

9.7.1　沙纹的基本形态 141

9.7.2　沙纹的成因 142

9.8　沙纹形态的随机模拟 143

9.8.1　参数的确定 144

9.8.2　蠕移过程的模拟 145

9.8.3　沙纹达到稳定形态的分析 146

9.8.4　沙纹的演进过程 146

9.8.5　风速和粒径的影响 147

参考文献 148

第10章　堆石体中的接触力分布 150

10.1　简介 150

10.2　堆石料的静动力学特性 153

10.3　堆石料级配 154

10.4　堆石坝模型 155

10.5　堆石体中的力链网络 156

10.6　堆石体中的力分布 157

10.7　堆石体中的力传播 159

参考文献 161

附录A　颗粒接触运动分析 162

附录B　颗粒接触能量耗散分析 164

参考文献 167

附录C　常用符号表 168