【摘 要】
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超重力离心模拟被广泛运用于滑坡碎屑流研究。不同于理想超重力场,离心模拟超重力场中的岩土体在动力过程受到不可忽略的科里奥利效应。本文以单颗粒和颗粒流沿斜槽的运动为切入点,提出了基于离散元（DEM）再现单颗粒和颗粒流在离心超重力场中运动的模拟方法,以量化科里奥利效应对岩土体动力过程的影响。首先,利用文献中已有的离心试验数据验证了数值模型的可靠性;然后,从宏观和细观两个尺度系统量化了颗粒流中模型布置方向
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超重力离心模拟被广泛运用于滑坡碎屑流研究。不同于理想超重力场,离心模拟超重力场中的岩土体在动力过程受到不可忽略的科里奥利效应。本文以单颗粒和颗粒流沿斜槽的运动为切入点,提出了基于离散元（DEM）再现单颗粒和颗粒流在离心超重力场中运动的模拟方法,以量化科里奥利效应对岩土体动力过程的影响。首先,利用文献中已有的离心试验数据验证了数值模型的可靠性;然后,从宏观和细观两个尺度系统量化了颗粒流中模型布置方向、斜槽倾角、超重力g值、斜槽底面粗糙度等试验参数对科里奥利效应的影响规律,通过单颗粒运动的超重力试验进一步说明传统模型设计下科里奥利效应不可忽略且无法减小。提出了一种模型改进方法以轻减科里奥利效应的影响,并结合数值模拟和试验结果验证了该方法的有效性。主要结论有:（1）颗粒在高速运动状态下,抗转动接触模型可以更加准确地描述颗粒的受力情况和运动特征;（2）不同模型布置方向下科式力均大幅改变颗粒流的流态,科里奥利效应与斜槽倾角以及斜槽底面粗糙度正相关,但是科里奥利力效应对超重力g值不敏感;（3）单颗粒和颗粒流运动受科氏力影响规律一致;（4）模型改进后,单颗粒偏移明显减少,颗粒流宏观流态更接近不受科氏力,颗粒流部分流段的细观流态与不受科氏力相同。
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