基于热力学和微极理论考虑颗粒破碎的微观力学模型

Micromechanical modeling of grain breakage based on thermo-mechanics and micropolar theory

刘恩龙

（1976—），博士，教授级高工，主要从事岩土材料本构关系与数值模拟、土动力学与岩土地震工程方面研究。E-mail：xiong_chenglin＠126.com。

四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室、水利水电学院，成都 610065

LIU En-long

State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering，College of Water Resource&Hydropower，Sichuan University，Chengdu 610065，China

颗粒破碎是自然界中常见的物理现象。高应力水平作用下堆石坝料会发生严重的颗粒破碎。基于热力学和微极理论，建立了考虑颗粒破碎的微观力学模型。为了模拟颗粒体的破碎过程和侧向应力的影响，我们把胶结在一起的三个等粒径的颗粒体当作颗粒破碎体。通过引入颗粒破碎准则，并采用均匀化理论，建立了颗粒尺度的应力—应变关系，并模拟了加载过程中颗粒破碎发生时的应力和应变。计算结果表明所提出的微观力学模型可以模拟颗粒破碎前的应力逐渐增大和破碎时的应力跌落现象。

关键词:热力学-微极理论-颗粒破碎-微观力学-破碎准则

（正文刊录在《岩土工程学报》2015年第2期）