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粮仓内颗粒压力的测量:Janssen行为及其偏差

李智峰 彭政 蒋亦民

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粮仓内颗粒压力的测量:Janssen行为及其偏差

李智峰, 彭政, 蒋亦民

Measurements of granular pressure in silo:Janssen behaviour and deviation

Li Zhi-Feng, Peng Zheng, Jiang Yi-Min
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  • 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.
    Variations of pressure along the vertical direction in a cylindrical silo are measured, of which the side wall is comprised of two separated up and down parts. The deviation of the measured results from the so-called Janssen model of silo stress is discussed. The measurements show that certain deviations from the model are always observed, no matter whether the slowly downward motion of silo bottom by “fully mobilized friction” as suggested by Vanel et al is carried on. Moreover without mobilizing the friction, the deviation may increase considerably if a tiny sink of the upper side-wall caused by weight of filled grains is present. The effect can be however eliminated by the friction mobilized. These indicate that distributions of grain weight at the bottom and lateral wall are complex and variant, and dependent on preparation manner and deformation of experiment setup. So stress boundary conditions need to be taken into account in the nonlinear elastic theory for analyzing static stress distribution of granular matter.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10904175,11274390)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10904175, 11274390).
    [1]

    de Gennes P G 1999 Rev. Mod. Phys. 71 S374

    [2]

    Lu K Q, Liu J X 2004 Physics 33 629 (in Chinese) [陆坤权, 刘寄星 2004 物理 33 629]

    [3]

    Evesque P, de Gennes P G 1998 CR. Acad. Sci. Paris Série IIb 326 761

    [4]

    Vanel L, Claudin P, Bouchaud J P, Cates M E, Wittmer J P 2000 Phys. Rev. Lett. 84 1439

    [5]

    Bertho Y, Frédérique G D, Hulin J P 2003 Phys. Rev. Lett. 90 144301

    [6]

    Brauer K, Pfitzner M, Krimer D O, Mayer M, Jiang Y M, Liu M 2006 Phys. Rev. E 74 061311

    [7]

    Abdul Q, Shi Q, Liang X, Sun G 2010 Chin. Phys. B 19 034601

    [8]

    Wensrich C, Kisi E, Zhang J, Kirstein O 2012 Granul. Matter 14 671

    [9]

    Cambau T, Hure J, Marthelot J 2013 Phys. Rev. E 88 022204

    [10]

    Li X, Jiang Y, Peng Z 2010 J. Shandong Univ. (Natural Science) 45 101 (in Chinese) [李湘群, 蒋亦民, 彭政 2010 山东大学学报 (理学版) 45 101]

    [11]

    Wang L Z, Jiang Y M, Peng Z, Zheng H P 2011 Chin. Sci. Bull. 56 1091 (in Chinese) [王璐珠, 蒋亦民, 彭政, 郑鹤鹏 2011 科学通报 56 1091]

    [12]

    Peng Z, Li X Q, Jiang L, Fu L P, Jiang Y M 2009 Acta Phys. Sin. 58 2090 (in Chinese) [彭政, 李湘群, 蒋礼, 符力平, 蒋亦民 2009 58 2090]

    [13]

    Zheng H P, Jiang Y M 2008 Acta Phys. Sin. 57 7919 (in Chinese) [郑鹤鹏, 蒋亦民 2008 57 7919]

    [14]

    Jiang Y M, Zheng H P 2008 Acta Phys. Sin. 57 7360 (in Chinese) [蒋亦民, 郑鹤鹏 2008 57 7360]

    [15]

    Janssen H A 1895 Z. Ver. Deutch. Ing. 39 1045

    [16]

    Sperl M 2006 Granul. Matter 8 59

    [17]

    Kwade A, Schulze D, Schwedes J 1994 Beton Stahlbetonbau 89 58

    [18]

    Kwade A, Schulze D, Schwedes J 1994 Powder Handling Process. 6 199

    [19]

    Wittmer J, Claudin P, Cates M, Bouchaud J 1996 Nature 382 336

    [20]

    Wittmer J, Claudin P, Cates M 1997 J. Phys. I (France) 7 39

    [21]

    National Standard of P. R. China GBJ 77-85 1988 Reinforced Concrete Silo Design Specification (Beijing: China Planning Press) (in Chinese) [中华人民共和国国家标准 GBJ 77–85 1988 钢筋混凝土筒仓设计规范 (北京: 中国计划出版社)]

  • [1]

    de Gennes P G 1999 Rev. Mod. Phys. 71 S374

    [2]

    Lu K Q, Liu J X 2004 Physics 33 629 (in Chinese) [陆坤权, 刘寄星 2004 物理 33 629]

    [3]

    Evesque P, de Gennes P G 1998 CR. Acad. Sci. Paris Série IIb 326 761

    [4]

    Vanel L, Claudin P, Bouchaud J P, Cates M E, Wittmer J P 2000 Phys. Rev. Lett. 84 1439

    [5]

    Bertho Y, Frédérique G D, Hulin J P 2003 Phys. Rev. Lett. 90 144301

    [6]

    Brauer K, Pfitzner M, Krimer D O, Mayer M, Jiang Y M, Liu M 2006 Phys. Rev. E 74 061311

    [7]

    Abdul Q, Shi Q, Liang X, Sun G 2010 Chin. Phys. B 19 034601

    [8]

    Wensrich C, Kisi E, Zhang J, Kirstein O 2012 Granul. Matter 14 671

    [9]

    Cambau T, Hure J, Marthelot J 2013 Phys. Rev. E 88 022204

    [10]

    Li X, Jiang Y, Peng Z 2010 J. Shandong Univ. (Natural Science) 45 101 (in Chinese) [李湘群, 蒋亦民, 彭政 2010 山东大学学报 (理学版) 45 101]

    [11]

    Wang L Z, Jiang Y M, Peng Z, Zheng H P 2011 Chin. Sci. Bull. 56 1091 (in Chinese) [王璐珠, 蒋亦民, 彭政, 郑鹤鹏 2011 科学通报 56 1091]

    [12]

    Peng Z, Li X Q, Jiang L, Fu L P, Jiang Y M 2009 Acta Phys. Sin. 58 2090 (in Chinese) [彭政, 李湘群, 蒋礼, 符力平, 蒋亦民 2009 58 2090]

    [13]

    Zheng H P, Jiang Y M 2008 Acta Phys. Sin. 57 7919 (in Chinese) [郑鹤鹏, 蒋亦民 2008 57 7919]

    [14]

    Jiang Y M, Zheng H P 2008 Acta Phys. Sin. 57 7360 (in Chinese) [蒋亦民, 郑鹤鹏 2008 57 7360]

    [15]

    Janssen H A 1895 Z. Ver. Deutch. Ing. 39 1045

    [16]

    Sperl M 2006 Granul. Matter 8 59

    [17]

    Kwade A, Schulze D, Schwedes J 1994 Beton Stahlbetonbau 89 58

    [18]

    Kwade A, Schulze D, Schwedes J 1994 Powder Handling Process. 6 199

    [19]

    Wittmer J, Claudin P, Cates M, Bouchaud J 1996 Nature 382 336

    [20]

    Wittmer J, Claudin P, Cates M 1997 J. Phys. I (France) 7 39

    [21]

    National Standard of P. R. China GBJ 77-85 1988 Reinforced Concrete Silo Design Specification (Beijing: China Planning Press) (in Chinese) [中华人民共和国国家标准 GBJ 77–85 1988 钢筋混凝土筒仓设计规范 (北京: 中国计划出版社)]

  • [1] 程琦, 冉宪文, 刘苹, 汤文辉, Raphael Blumenfeld. 颗粒物质内自旋小球运动行为的数值模拟研究.  , 2018, 67(1): 014702. doi: 10.7498/aps.67.20171459
    [2] 蒋亦民, 刘佑. 颗粒-颗粒接触力的热力学模型.  , 2018, 67(4): 044502. doi: 10.7498/aps.67.20171441
    [3] 许聪慧, 张国华, 钱志恒, 赵雪丹. 水平激励下颗粒物质的有效质量及耗散功率的研究.  , 2016, 65(23): 234501. doi: 10.7498/aps.65.234501
    [4] 张攀, 赵雪丹, 张国华, 张祺, 孙其诚, 侯志坚, 董军军. 垂直载荷下颗粒物质的声波探测和非线性响应.  , 2016, 65(2): 024501. doi: 10.7498/aps.65.024501
    [5] 苏涛, 冯耀东, 赵宏武, 黄德财, 孙刚. 对颗粒物质运动的一致性进行控制的随机力场.  , 2013, 62(16): 164502. doi: 10.7498/aps.62.164502
    [6] 何克晶, 张金成, 周晓强. 运动物体在颗粒物质中的动力学过程及最大穿透深度仿真研究.  , 2013, 62(13): 130204. doi: 10.7498/aps.62.130204
    [7] 彭政, 蒋亦民, 刘锐, 厚美瑛. 垂直振动激发下颗粒物质的能量耗散.  , 2013, 62(2): 024502. doi: 10.7498/aps.62.024502
    [8] 蒋亦民, 刘佑. 水-气-颗粒固体三相混合系统的流体动力学.  , 2013, 62(20): 204501. doi: 10.7498/aps.62.204501
    [9] 彭亚晶, 张卓, 王勇, 刘小嵩. 振动颗粒物质“巴西果”分离效应实验和理论研究.  , 2012, 61(13): 134501. doi: 10.7498/aps.61.134501
    [10] 季顺迎, 李鹏飞, 陈晓东. 冲击荷载下颗粒物质缓冲性能的试验研究.  , 2012, 61(18): 184703. doi: 10.7498/aps.61.184703
    [11] 王程, 王冠宇, 张鹤鸣, 宋建军, 杨晨东, 毛逸飞, 李永茂, 胡辉勇, 宣荣喜. 单轴、双轴应变Si拉曼谱应力模型.  , 2012, 61(4): 047203. doi: 10.7498/aps.61.047203
    [12] 毕忠伟, 孙其诚, 刘建国, 金峰, 张楚汉. 双轴压缩下颗粒物质剪切带的形成与发展.  , 2011, 60(3): 034502. doi: 10.7498/aps.60.034502
    [13] 姜泽辉, 荆亚芳, 赵海发, 郑瑞华. 振动颗粒物质中倍周期运动对尺寸分离的影响.  , 2009, 58(9): 5923-5929. doi: 10.7498/aps.58.5923
    [14] 彭政, 李湘群, 蒋礼, 符力平, 蒋亦民. 应力未饱和粮仓系统中器壁与颗粒的摩擦阻力.  , 2009, 58(3): 2090-2096. doi: 10.7498/aps.58.2090
    [15] 郑鹤鹏, 蒋亦民. 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.  , 2008, 57(12): 7919-7927. doi: 10.7498/aps.57.7919
    [16] 蒋亦民, 郑鹤鹏. 一种颗粒底部压力不趋向饱和的粮仓系统.  , 2008, 57(11): 7360-7366. doi: 10.7498/aps.57.7360
    [17] 张 航, 郭蕴博, 陈 骁, 王 端, 程鹏俊. 颗粒物质在冲击作用下的堆积分布.  , 2007, 56(4): 2030-2036. doi: 10.7498/aps.56.2030
    [18] 杜学能, 胡 林, 孔维姝, 王伟明, 吴 宇. 颗粒物质内部滑动摩擦力的非线性振动现象.  , 2006, 55(12): 6488-6493. doi: 10.7498/aps.55.6488
    [19] 陶永梅, 蒋 青, 曹海霞. 用横场伊辛模型研究应力对铁电薄膜的热力学性质的影响.  , 2005, 54(1): 274-279. doi: 10.7498/aps.54.274
    [20] 胡 林, 杨 平, 徐 亭, 江 阳, 须海江, 龙 为, 杨昌顺, 张 弢, 陆坤权. 颗粒物质中圆棒受到的静摩擦力.  , 2003, 52(4): 879-882. doi: 10.7498/aps.52.879
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-28
  • 修回日期:  2014-01-14
  • 刊出日期:  2014-05-05

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