Stress distribution and surface instability of an inclined granular layer

Static granular materials may avalanche suddenly under continuous quasi-static drives. This phenomenon, which is important in many engineering applications, can be explained by analyzing the stability of the elastic solutions. We show this for a granular layer driven by its inclination angle in gravity, where the elastic problem can be solved generally and analytically. It is found that a loss of stability may occur only at the free surface of the layer. This result is considered to be relevant for understanding surface avalanches and the flows observed experimentally.     

能谱曲线的平展与量子混沌

指出了在利用能谱曲线分析量子混沌现象时,除了要做能量平展外,还应对曲线参数作平展处理.通过归一能谱曲线的均方根斜率,给出了一个普适的平展参数变量的方法.另外,如能谱曲线有平均倾斜现象,在参数平展前还应做相应的能量移动使其消除.讨论了经过平展处理后的能谱曲线的曲率与Gaspard-Rice-Mikeska-Nakamura无量纲曲率公式的关系. 关键词：     

关于色散流体的介电方程

指出了在宏观推导运动流体的非局域型材料关系时，所涉及到的局部静止坐标必须随同流体一起转动．为了确定它与实验室坐标之间的关系，描述流体状态的场变量，除平动速度外，还应有三个空间角度．这些角变量满足一组一般的偏微分方程．尽管本文的内容是针对简单的弛豫时间模型而给出的，其物理方法可适用于推导洛伦兹协变的、含任何复杂的色散和非线性项的材料方程 关键词：     

垂直振动激发下颗粒物质的能量耗散

本文对垂直振动激发下的铜和玻璃珠两种密集颗粒样品,通过实时测量样品盒的加速度和振台对它的作用力,研究了样品的平均耗散功率.实验发现该耗散功率在给定振动强度下随振动频率的变化曲线是一个峰值在几十赫兹的宽峰结构,在给定频率下随强度的变化具有幂率规律,其幂值小于简谐受迫振动模型的幂值2.这些结果将有助于研究测定颗粒流体和气体的迁移系数,以及它们在不同运动模式下的能耗差异.     

粮仓内颗粒压力的测量:Janssen行为及其偏差

基于侧壁分为上下两部分的装置,测量了圆柱对称颗粒系统(竖直粮仓)的压力随高度的变化,并讨论了测得的仓内压力与Janssen理论模型的偏离情况.实验结果显示无论是否对粮仓进行Vanel等建议的让"侧壁摩擦力充分动员"的底座缓慢下沉操作处理,测得的仓内压力都有不同程度的偏离Janssen现象.另外如果没有沉降处理,在填充颗粒的荷载下上侧壁会发生微弱下沉,从而显著增大压力偏离的程度,但沉降处理可将其消除.这些结果表明,粮仓的颗粒重量在仓底和沿侧壁边界上的分配情况受制备方式和装置变形的影响明显,具体分布情况复杂多样.因此颗粒物质的静应力弹性理论分析应该取应力边界条件.     

应力未饱和粮仓系统中器壁与颗粒的摩擦阻力

对于仓壁不固定的粮仓系统,其底部压力会随颗粒高度线性增加.由于没有Janssen应力饱和现象,其力学状态与通常粮仓系统显然不同.通过上拉和下压这种应力未饱和粮仓系统的仓壁,实验研究了不同顶部负载时颗粒介质与仓壁的最大静摩擦阻力.结果显示阻力随颗粒质量的增加在上拉时呈线性增长关系,但在下压时呈指数增长关系,下压阻力强度比上拉时大一个量级以上.此外阻力与顶部负载呈线性变化关系.这些测量很好地符合了基于应力转向比为常数的假设（即Janssen假设）下给出的连续力学理论计算,表明该假设对于此应力未饱和粮仓系统依然适用. 关键词： 颗粒物质 粮仓 静摩擦 应力转向比     

静止颗粒体的应变与弹性

文章指出通过空间平均每个颗粒内应变的方法不能得到无粘性颗粒材料的宏观应变，位移矢 量场和应变张量场一般没有粗粒化平均性质.但这并不妨碍以平衡态热力学为基础的宏观应 变概念和弹性理论对静止颗粒体的有效性. 关键词： 无粘性颗粒体 应变 弹性 粗粒化     

Couette颗粒系统中静态应力和侧压力系数的非线性弹性理论分析

经典弹性理论能否适用于静态颗粒物质是颗粒物理的一个基本问题.报道了非线性颗粒弹性方程对环柱几何(或称Couette几何)状样品中应力分布的计算结果.由于这些结果大都可在今后用实验直接测量,因而可将它们用于进一步判断这些弹性方程对颗粒材料的适用性以及澄清这个基本问题.另外,这些结果还可用于分析计算工程中的侧压力系数. 关键词： 颗粒物质 侧压力系数 非线性弹性理论     

水-气-颗粒固体三相混合系统的流体动力学

按照经典物理中处理混合物的一般热力学方法, 将近年来报道的颗粒固体流体动力 学进一步推广到孔隙被水和气填充的情形, 建立了其自由能的初步模型. 水-气-颗粒三相体系是与岩土工程和地质灾害密切相关的材料, 但其经典宏观物理基础却一直未能全面澄清.目前用于分析这类混合物力学行为的基本工程理论含Darcy渗流定律、Terzaghi有效应力及其运动方程(即本构方程)等内容. 通过与经典物理对比, 本文澄清了渗流对应于不同相之间的质量扩散, 有效应力与这类材料特有的体积填充形式自由能有关, 这两部分内容工程与物理是一致的.目前的分歧具体体现在材料建模对象上, 前者认为是本构方程, 而后者是自由能和迁移系数. 该分歧的解决将是建立这类材料的连续介质物理基础、突破本构方法面临的困境的一个关键. 关键词： 颗粒物质 混合物 应力 流体动力学     

颗粒堆密度变化对堆底压力分布的影响

报道当一无黏性颗粒堆的中间部分密度略小于两边，从而使中部的弹性强度明显低于两边时，堆底的压力分布将在中间出现低陷.对从一固定点（或线）缓慢散落颗粒而形成的圆锥形（或楔形）堆，这一微小的密度变化可能来自颗粒沿堆边滚落时对堆产生了一定的扰动拍紧效应.计算表明用考虑了体弹模量随空间变化的弹性理论能很好地再现出观测到的压力分布. 关键词： 颗粒堆 应力分布 弹性理论