Stiffness pathologies in discrete granular systems: Bifurcation,neutral equilibrium,and instability in the presence of kinematic constraints     

Matthew R. Kuhn  Florent Prunier  Ali Daouadji 《国际地质力学数值与分析法杂志》2019,43(5):888-918

The paper develops the stiffness relationship between the movements and forces among a system of discrete interacting grains. The approach is similar to that used in structural analysis, but the stiffness matrix of granular material is inherently nonsymmetric because of the geometrics of particle interactions and of the frictional behavior of the contacts. Internal geometric constraints are imposed by the particles' shapes, in particular, by the surface curvatures of the particles at their points of contact. Moreover, the stiffness relationship is incrementally nonlinear, and even small assemblies require the analysis of multiple stiffness branches, with each branch region being a pointed convex cone in displacement space. These aspects of the particle-level stiffness relationship give rise to three types of microscale failure: neutral equilibrium, bifurcation and path instability, and instability of equilibrium. These three pathologies are defined in the context of four types of displacement constraints, which can be readily analyzed with certain generalized inverses. That is, instability and nonuniqueness are investigated in the presence of kinematic constraints. Bifurcation paths can be either stable or unstable, as determined with the Hill–Bažant–Petryk criterion. Examples of simple granular systems of three, 16, and 64 disks are analyzed. With each system, multiple contacts were assumed to be at the friction limit. Even with these small systems, microscale failure is expressed in many different forms, with some systems having hundreds of microscale failure modes. The examples suggest that microscale failure is pervasive within granular materials, with particle arrangements being in a nearly continual state of instability.  相似文献   

基于导电孔隙的中基性火山岩储层含气饱和度解释模型   总被引：1，自引：0，他引：1  

闫伟林  覃豪  李洪娟 《吉林大学学报(地球科学版)》2011,41(3):915-920

由于中基性火山岩储层的特殊性,很难利用传统的导电模型求准含气饱和度。为准确计算储层含气饱和度,对研究区中基性火山岩储层孔隙类型、特征及岩电实验资料进行了研究,结果表明:储层孔隙类型主要有气孔、溶蚀孔及微缝,且具有超高孔喉半径比,储层中存在不导电孔隙和导电背景;对Maxwell导电模型进行分析推导,将总孔隙分为导电孔隙和不导电孔隙,引入孔隙联通因子,得到导电孔隙度;应用电导率叠加原理,建立了基于导电孔隙的原始含气饱和度模型,该模型处理的含气饱和度与毛管压力分析饱和度相比,平均绝对误差小于3％,且与试气资料具有较好的一致性。  相似文献   

桩基负摩阻力沿桩长变化的试验研究     

朱彦鹏  赵天时  陈长流 《岩土力学》2013,34(Z1):265-272

结合中国移动甘肃定西分公司新城区移动通信综合楼项目,在大厚度自重湿陷性黄土场地上进行长时间的桩基浸水载荷试验（试桩直径为800 mm,桩长26 m,试坑深度为2 m）,对不同深度下、不同范围内的桩侧负摩阻力的变化特征以及土体的沉降过程进行分析。试验结果表明,特殊浸水条件下桩侧负摩阻力沿桩身出现多个峰值,并且正、负摩阻力出现交错分布的现象,无法给出建筑桩基技术规范[1]规定的平均负摩阻力值;桩周土体沉降量亦沿桩身出现多个峰值,并且其变化趋势直接影响桩侧正、负摩阻力沿桩身交替变化的走势;中性点位置并未得出建筑桩基技术规范[1]所提供的单一参考值而是沿桩身出现了多个中性点;黄土的实际湿陷情况是分段发生湿陷的,而不是如传统观点所述在单一中性点以上突然出现整段湿陷。  相似文献   

Analysis of the H ring velocity distribution function near the Martian and Venusian bow shocks by an analytical model     

E. Kallio  M. Yamauchi 《Planetary and Space Science》2008,56(6):818-822

We have studied the H⁺ velocity distribution function at Mars and Venus near the bow shock both in the solar wind and in the magnetosheath by a simple analytical one-dimensional model. We found that over half of the ions in the ring velocity distribution which moved towards the magnetosheath were scattered back into the bow shock. The original ring distribution is destroyed in less than an ion gyro period. Ions contained in the magnetosphere which hit the bow shock bounce back into the solar wind with a maximum energy exceeding twice the energy of solar wind protons. The ions finite gyroradius causes an asymmetric flow in the magnetosheath with respect to the direction of the convective electric field, which can be observed already a few ion gyroradius downstream of the bow shock.  相似文献   

Neutral hydrogen in nearby 3C radio galaxies     

R. R. Andreasyan  J.-M. Martin  G. M. Paronyan 《Astrophysics》2008,51(4):454-460

Observations of three nearby 3C radio galaxies, 3C430, 3C449, and 3C465, with the Nan?ay radio telescope (France) reveal for the first time the 21 cm absorption line of neutral hydrogen. The line is blue shifted by several hundred km/s in all three objects. This can probably be explained by an outflow of neutral hydrogen from the parent galaxies. Translated from Astrofizika, Vol. 51, No. 4, pp. 535–542 (November 2008).  相似文献   

磁暴期间热层大气密度变化   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

张晓芳  刘立波  刘松涛  吴耀平 《地球物理学报》2015,58(9):3023-3037

基于CHAMP卫星资料,分析了2002—2008年267个磁暴期间400km高度大气密度变化对季节、地方时与区域的依赖以及时延的统计学特征,得到暴时大气密度变化的一些新特点,主要结论如下:1)两半球大气密度绝对变化(δρa)结果在不同强度磁暴、不同地方时不同.受较强的焦耳加热和背景中性风共同作用,在北半球夏季,中等磁暴过程中夜侧和大磁暴中,夏半球的δρa强于冬半球;由于夏季半球盛行风环流造成的扰动传播速度快,北半球夏季日侧30°附近大气,北(夏)半球到达峰值的时间早于南(冬)半球.而可能受半球不对称背景磁场强度所导致的热层能量输送率影响,北半球夏季强磁暴和中磁暴个例的日侧,南半球δρa强于北半球;春秋季个例中日侧30°附近大气,北半球先于南半球1~2h达到峰值.2)受叠加在背景环流上的暴时经向环流影响,春秋季暴时赤道大气密度达到峰值的时间最短,日/夜侧大气分别在Dstmin后1h和2h达到峰值.至点附近夜侧赤道大气达到峰值时间一致,为Dstmin后3h;不同季节日侧结果不同,在北半球冬季时赤道地区经过更长的时间达到峰值.3)日侧赤道峰值时间距离高纬度峰值时间不受季节影响,为3h左右.在春秋季和北半球冬季夜侧,赤道大气密度先于高纬度达到峰值,且不同纬度大气密度的峰值几乎无差别,表明此时低纬度存在其他加热源起着重要作用.  相似文献   

楔形桩和等截面桩中性点位置可视化对比模型试验     

孔纲强  孙学谨  曹兆虎  周杨 《岩土力学》2015,36(Z1):38-42

地面堆载作用下楔形桩中楔形角的存在可以降低桩身下拽力,但针对倒楔形角的存在与中性点位置关系的研究却相对较少。为了分析地面堆载作用下楔形桩和等截面桩的桩-土相互作用机制,基于透明土材料和PIV（particle image velocimetry）技术,采用非插入式测试方法开展地面堆载作用下楔形桩和等截面桩中性点位置的对比模型试验研究,测得不同地面堆载等级作用下桩体沉降与桩周土体沉降等变化规律,探讨了桩-土相对位移、中性点位置与地面荷载等级的变化规律。研究结果表明,利用透明土材料来研究桩基中性点位置的试验方法在技术上是可行的;文中试验条件下楔形桩和等截面桩中性点位置均随着地面堆载等级的增加而降低。  相似文献   

利用化学传感器检测海水中的多氯联苯   总被引：1，自引：1，他引：0  

何红萍  周君  张春丹  李晔  黄健  丁媛  李太武  苏秀榕 《海洋与湖沼》2013,44(6):1544-1549

为建立一种简单快捷的多氯联苯检测方法, 本研究应用化学传感器对宁波沿海重点陆源排污口及周边海水中的多氯联苯进行了检测, 采用HS-SPME-GC-MS(顶空固相微萃取-气质联用)对结果进行了验证。利用化学传感器测定海水中的多氯联苯, 在LDA(线性判别分析)中, 总判别率为99.81%。海水体积增大到5mL时, LDA 最低检测限达到了0.01ng/L。建立的模型中, 欧氏距离、相关性、判别函数法和马氏距离对样品浓度鉴别的正确率分别达到了100%、100%、92%、84%。采用Loading分析法简化了传感器阵列, 使BP神经网络总的MSE达到了5.6548e?006, 总的相关系数0.99998, 而最大误差只有1.0300e?002的水平。HS-SPME-GC-MS对海水中多氯联苯浓度的检测限最 低为0.001?g/L, 远高于化学传感器的0.01ng/L, 回收率在100%—120%之间。  相似文献   

不确定系数多离散时滞的中立型系统的时滞相关鲁棒稳定性     

马跃  高存臣  丛心尉 《南京气象学院学报》2012,4(4):380-384

研究了一类时变不确定系数多离散时滞中立型系统的时滞相关鲁棒稳定性问题.利用线性矩阵不等式技术,提出了一种计算该系统自由权矩阵和时滞上界的简化方法,并在系统中考虑了中立项时滞和离散时滞,得到了上述系统为稳定与鲁棒稳定的一些充分条件.最后,用数值例子说明了该方法的有效性和较小的保守性.  相似文献   

中尺度对流系统中的湿中性层结结构特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

李俊  王东海  王斌 《气候与环境研究》2012,17(5):617-627

基于CloudSat卫星获得的高分辨率中尺度对流系统垂直剖面结构,结合大气参量相对湿度和相当位温的诊断分析,在低纬度、中高纬度地区、陆地或海洋以及不同天气形势下,发现了多个非常典型的中尺度对流系统(MCS)内部具有湿中性层结特征的个例.进一步利用静止卫星普查到的东亚地区MCS分布情况,结合NCEP再分析资料诊断MCS重心位置处大气状态廓线,利用大量的例子从统计的角度揭示了湿中性层结结构特征在MCS中存在的普遍性,并且从动力学和热力学的角度探讨了湿中性层结结构在MCS发生和发展中所起到的作用.  相似文献