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落石法向恢复系数的多因素联合影响研究

水文地质工程地质 2022年第2期49卷 164-173页

作者：姬中民张晟伍法权牛庆合王可意绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 郑州工程技术学院土木工程学院河南郑州450044 江西应用技术职业学院资源环境与珠宝学院江西赣州341000 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038

法向恢复系数(R_(n))作为落石灾害预测及分析中最为关键的输入参数,由于其受控因素较多,如何确定准确合理的R_(n)值仍然是一个难题。为探究多因素对R_(n)的联合影响规律及机理,首次采用响应曲面−中心复合试验设计方法对R_(n)的7因素联... 详细信息

法向恢复系数(R_(n))作为落石灾害预测及分析中最为关键的输入参数,由于其受控因素较多,如何确定准确合理的R_(n)值仍然是一个难题。为探究多因素对R_(n)的联合影响规律及机理,首次采用响应曲面−中心复合试验设计方法对R_(n)的7因素联合影响展开测试。通过对试验结果进行回归和方差分析,遴选的7个因素对R_(n)影响均较显著,显著程度依次为碰撞角(θ)>试块硬度(H_(1))>转速(ω)>形状因子(η)>入射速度(V)>坡面硬度(H_(2))>尺寸(d)。许多交互参数对R_(n)亦表现出了显著影响,依次为d−θ>H_(1)−d>V−η>H_(1)−ω>d−η>η−ω>H_(1)−η。对于单因素参数,R_(n)随d、V、η、θ减小和H_(1)、H_(2)、ω增大,呈增大趋势;对于交互参数,d和ω对R_(n)影响较弱仅表现在H_(1)较小时,随H_(1)增大,影响逐渐增强;η在H_(1)较小时对R_(n)影响较显著,随H_(1)增大,影响明显减弱;η较小时,R_(n)随V或d减小显著增大,η较大时,这种影响不显著;θ较小时,R_(n)随θ增大减小较快,θ较大时,减小趋势放缓;相比较小η值试块,较大η值试块的ω对R_(n)影响更为显著。这些获得的结论可为落石R_(n)计算模型的构建提供重要参考,进而为落石灾害的精准预测及防护提供依据。

关键词：落石法向恢复系数响应曲面联合影响交互作用

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花岗岩球砾法向恢复系数试验研究

岩石力学与工程学报 2017年第3期36卷 633-643页

作者：叶阳曾亚武曾超金磊武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

法向恢复系数是岩崩块石运动分析的关键参数,其取值直接决定了块石的运动轨迹。为了严格测定花岗岩球砾碰撞的法向恢复系数,分析其影响因素,试验采用自行设计的碰撞试验装置和声频采样技术,精确测定花岗岩球砾碰撞的法向恢复系数,研究... 详细信息

法向恢复系数是岩崩块石运动分析的关键参数,其取值直接决定了块石的运动轨迹。为了严格测定花岗岩球砾碰撞的法向恢复系数,分析其影响因素,试验采用自行设计的碰撞试验装置和声频采样技术,精确测定花岗岩球砾碰撞的法向恢复系数,研究球砾大小、碰撞速度、含水状态和板的弹性特性4个因素对恢复系数的影响;并基于弹性接触理论推导出碰撞过程的最大接触应力P_(0,max)、碰撞起裂速度v_(ci)和碰撞损伤速度v_(cd),构造接触应力割线变化率k来描述碰撞过程的率相关,分析碰撞法向恢复系数的尺寸效应和速率效应,对碰撞过程耗能机制进行探讨。试验结果表明:花岗岩球砾法向恢复系数存在明显的尺寸效应,低速下更加显著;法向恢复系数的速率效应同样较明显,并且速率效应受球砾尺寸和板的弹性特性影响,呈现较强的相关性;球砾大小和速度相同时,等效弹性模量E*越大,法向恢复系数越小;含水状态对法向恢复系数影响不大。理论分析表明:P_(0,max)和k为控制法向恢复系数变化规律的内在因素;尺寸和速度均是通过改变P_(0,max)和k使法向恢复系数呈现复杂的尺寸效应和速率效应。

关键词：岩石力学花岗岩球砾法向恢复系数尺寸效应速率效应

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落石碰撞法向恢复系数的模型试验研究

中国铁道科学 2015年第4期36卷 13-19页

作者：叶四桥巩尚卿重庆交通大学岩土工程研究所重庆400074 重庆市地质矿产勘察开发局博士后工作站重庆401121

法向恢复系数取值是落石运动路径计算的关键参数。利用高速摄像机拍摄不同坡面铺装、不同坡度、不同下落高度、不同落石质量和形状试验条件下落石碰撞坡面的过程,提取落石碰撞坡面前后落石的运动参数,据此反算法向恢复系数,得到如下规律... 详细信息

法向恢复系数取值是落石运动路径计算的关键参数。利用高速摄像机拍摄不同坡面铺装、不同坡度、不同下落高度、不同落石质量和形状试验条件下落石碰撞坡面的过程,提取落石碰撞坡面前后落石的运动参数,据此反算法向恢复系数,得到如下规律:坡面铺装和坡度是法向恢复系数的主要影响因素,落石的形状和质量以及下落高度对法向恢复系数的影响不明显;随坡面由硬到软,法向恢复系数逐渐减小;随着坡度的增大,法向恢复系数逐渐增大;由试验数据计算所得各种试验条件下的法向恢复系数多集中在0.4以下,占总数量的94%,其中0.3以下的占84.8%,0.1以下的占36.5%,且有超过1/3的试验落石几乎没有法向回弹,说明以前仅基于坡面软硬程度的法向恢复系数取值方法在实际工程中会使计算的落石弹跳高度偏大。从坡面铺装和坡度两方面综合考虑,给出了法向恢复系数取值建议表,并建议坡面越硬、坡度越大时取区间内高值,反之则取区间低值。

关键词：落石运动路径被动防护设计法向恢复系数模型试验

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砂岩球体法向恢复系数实验研究

爆炸与冲击 2017年第5期37卷 813-821页

作者：叶阳曾亚武金磊夏磊武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

法向恢复系数是岩崩块石运动分析的关键参数,其取值直接决定了块石的运动轨迹。本文中采用自行设计的碰撞实验装置和声频采样技术,测定了砂岩球体碰撞的法向恢复系数,研究了粒径、碰撞速度、含水状态和板的弹性特性4个因素对恢复系数的... 详细信息

法向恢复系数是岩崩块石运动分析的关键参数,其取值直接决定了块石的运动轨迹。本文中采用自行设计的碰撞实验装置和声频采样技术,测定了砂岩球体碰撞的法向恢复系数,研究了粒径、碰撞速度、含水状态和板的弹性特性4个因素对恢复系数的影响。结果表明:砂岩球体法向恢复系数存在复杂的尺寸效应,恢复系数随粒径的增大先增大后减小;碰撞过程中存在的黏弹性耗能机理和弹塑性损伤耗能机理共同作用产生了复杂的尺寸效应;受砂岩非均质特性的作用,粒径较小时,恢复系数的速度效应较明显(随速度增大而增大),粒径较大时速度对恢复系数的影响消失;砂岩饱和使黏弹性耗能和弹塑性损伤耗能增加,使恢复系数比风干时低;等效弹性模量对恢复系数的影响较大,等效弹性模量越大,法向恢复系数越小。

关键词：砂岩球体法向恢复系数尺寸效应速度效应

GIS中球形金属颗粒与电极碰撞的法向恢复系数计算方法

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高压电器 2019年第1期55卷 34-40页

作者：葛廷利林琳国网冀北电力有限公司技能培训中心河北保定071003

法向恢复系数对计算GIS中金属颗粒的运动具有重要影响。基于球形金属颗粒与电极的法向碰撞物理过程,提出了碰撞时法向恢复系数的计算方法,实验验证了该方法的准确性。在此基础上,研究了球形金属颗粒直径、初始碰撞速度对法向恢复系数的... 详细信息

法向恢复系数对计算GIS中金属颗粒的运动具有重要影响。基于球形金属颗粒与电极的法向碰撞物理过程,提出了碰撞时法向恢复系数的计算方法,实验验证了该方法的准确性。在此基础上,研究了球形金属颗粒直径、初始碰撞速度对法向恢复系数的影响规律,结果表明:颗粒直径对法向恢复系数基本无影响;随着初始碰撞速度的增大,法向恢复系数减少,并指出由初始碰撞速度增大引发的塑性形变能量损耗占整个碰撞过程总能量的比值增加是导致法向恢复系数减少的原因。为满足金属颗粒运动研究需求,给出了铜球、不锈钢球、铝球分别与铜电极、不锈钢电极、铝电极碰撞时的法向恢复系数与初始碰撞速度之间的经验关系式。

关键词： GIS 球形金属颗粒法向恢复系数

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落石碰撞法向恢复系数的试验研究

价值工程 2022年第18期41卷 133-137页

作者：王南南陈福榜冯爱国中冶集团武汉勘察研究院有限公司武汉430000

在工程防护设计中,落石运动路径计算的准确性主要依靠于法向恢复系数的取值。室内物理模型试验利用DIMS9100分析系统对落石碰撞运动过程进行捕捉,采集不同落石大小、边坡坡度、入射速度和坡面材料条件下的速度参数,分析碰撞前后速度参... 详细信息

在工程防护设计中,落石运动路径计算的准确性主要依靠于法向恢复系数的取值。室内物理模型试验利用DIMS9100分析系统对落石碰撞运动过程进行捕捉,采集不同落石大小、边坡坡度、入射速度和坡面材料条件下的速度参数,分析碰撞前后速度参数得到法向碰撞恢复系数取值。研究表明:法向恢复系数的取值与落石大小和入射速度的相关性不显著,仅受边坡坡度和坡面材料的力学性质影响;随土层、仿真草坪、混凝土的边坡坡度增大,相应的三种材料的刚度也增大,对应的法向恢复系数同样呈现出递增的趋势;实际工程应用时,考虑边坡坡度和坡面材料两种因素所取得的落石碰撞法向恢复系数区间为0.32~0.62,法向恢复系数相对已有的研究成果取值偏小,说明物理试验过程中速度在法向上折减程度相对较大。

关键词：运动轨迹法向恢复系数物理模型试验折减程度

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飞灰颗粒与平板表面撞击过程的实验研究

化工学报 2013年第9期64卷 3161-3167页

作者：韩健东明李素芬谢俊大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

以煤粉锅炉积灰过程为研究背景,在常温常压环境下对飞灰颗粒与平板表面撞击过程进行实验研究,分析飞灰颗粒入射法向速度对颗粒法向反弹速度的影响,以及飞灰颗粒粒径对临界捕集速度的影响。实验结果表明,飞灰颗粒粒径相同时,法向恢复系... 详细信息

以煤粉锅炉积灰过程为研究背景,在常温常压环境下对飞灰颗粒与平板表面撞击过程进行实验研究,分析飞灰颗粒入射法向速度对颗粒法向反弹速度的影响,以及飞灰颗粒粒径对临界捕集速度的影响。实验结果表明,飞灰颗粒粒径相同时,法向恢复系数随入射法向速度的增大先增大后平缓最后减小,在增大区域具有相当陡的斜率,反映了不同形式的力在不同阶段所占的比重不同;颗粒入射法向速度相同时,法向恢复系数随着颗粒粒径的增大而增大;而临界捕集速度随颗粒粒径的增大而减小。

关键词：颗粒沉积入射法向速度法向恢复系数临界速度

入射速度对颗粒/平板撞击过程影响的实验研究

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工程热物理学报 2015年第5期36卷 1033-1037页

作者：谢俊东明李素芬白林鹰大连理工大学能源与动力学院大连116024

以燃煤锅炉积灰为背景,对不同入射速度条件下SiO_2颗粒与光滑表面撞击特性进行实验研究。实验采用高速摄像机得到了颗粒法向的入射速度和反弹速度,重点研究了颗粒载体与撞击平台温差相同时,入射速度对粒径约为20μm颗粒的撞击特性影响... 详细信息

以燃煤锅炉积灰为背景,对不同入射速度条件下SiO_2颗粒与光滑表面撞击特性进行实验研究。实验采用高速摄像机得到了颗粒法向的入射速度和反弹速度,重点研究了颗粒载体与撞击平台温差相同时,入射速度对粒径约为20μm颗粒的撞击特性影响。结果表明,不同温度场内颗粒法向恢复系数随法向入射速度的增大先急剧增大后平缓最后减小;颗粒入射法向速度相同时,法向恢复系数随平台温度的升高而减小;临界捕集速度随平台及气流的温度升高而增大。

关键词：温度梯度入射速度法向恢复系数临界捕集速度

高炉熔渣转杯粒化飞行撞壁过程恢复系数的实验研究

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高炉熔渣转杯粒化飞行撞壁过程恢复系数的实验研究