立筒倉水平側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筑物,廣泛運用于糧食、煤炭、礦產(chǎn)、建材等行業(yè).立筒倉結構的安全設計,是保證物料安全儲備和正常運營的必要前提.立筒倉屬于特種結構,由于其倉儲物料的散體介質特性使其設計計算不同于其它一般的結構形式.立筒倉結構設計的關鍵在于其工況荷載——儲料側壓力的正確計算和確定.各國關于立筒倉的結構設計計算都是基于Janssen理論得到的,Janssen理論是分析立簡倉結構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儲料處于靜止狀態(tài)的情況,是基本符合實際的,有它的工程應用價值.但在筒倉設計中,單純地應用Janssen公式來進行立筒倉結構計算是不安全的,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力學特性,以及這一本質特性對其運動形式和力學響應的影響,采用了基于質點體系動量守恒定律的散體介質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散狀物料的流動及相互作用;并對其內部復雜的運動場、內力場以及物料對倉壁的側壓力進行了模擬分析;從細觀力學的角度分析了物料結拱的成因、物料流態(tài)及其對側壓力的影響;把模擬的倉壁側壓力的發(fā)展規(guī)律等結果與現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)