大直径混凝土浅圆仓偏心卸料下仓壁动态作用机理与设计方法研究

项目名称： 大直径混凝土浅圆仓偏心卸料下仓壁动态作用机理与设计方法研究

项目编号： No.51308297

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 建筑科学

项目作者： 孙巍巍

作者单位： 南京理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 目前筒仓的偏心卸料理论模型均采用深仓作为分析模型，无法正确反映浅圆仓偏心卸料下贮料流动模式与仓壁动态作用机理，从而导致不合理的仓壁结构设计。本项目拟采用彩色贮料、高速摄影装置和微型压力传感器开展偏心卸料实验研究（透明树脂筒仓和混凝土筒仓）。观测大直径混凝土浅圆仓偏心卸料下，贮料内摩擦角、容重、仓壁摩擦系数、卸料偏心率和高径比等参数对贮料流动模式和仓壁侧向力分布的影响规律。采用三维有限元和离散元模拟筒仓偏心卸料的全过程，研究筒仓内部压力和贮料颗粒速度场。基于实验和仿真结果，提出经验描述和统计分析筒仓偏心卸料贮料流动参数的方法，确定大直径混凝土浅圆仓偏心卸载的动态力学分析模型，并推导出仓壁侧压力沿竖向和环向方向的分布形式。采用有限元分析浅圆仓在偏心卸料力学模型下，各中间工况的内力分布规律，提出偏心卸料下简化计算方法，确定偏心卸料中的最不利工况，建立大直径混凝土浅圆仓偏心卸料下仓壁结构设计方法。

中文关键词： 浅圆仓；偏心卸料；侧压力；有限元分析；离散元

英文摘要： The existing theory is based on the assumption of deep silos, which can not correctly reflect the dynamic action mechanism to the wall in large-diameter concrete squat silos during eccentric discharge, therefore the structural design of the silo wall is unreasonable. The eccentric discharge experiments of large-diameter concrete silos model （transparent resin silo and concrete silo）will be done through the colorful stored solid, high-speed photography device and miniature pressure sensor. The aim of the experiments is to study the effect of internal friction angle , density of the solids, wall friction, discharge eccentricity and ratio of height to diameter of the silos on the flow pattern of the solids and the pressures to the wall. The whole eccentric discharge process of concrete silos will be simulated by three-dimensional finite element method and discrete element method to investigate the internal contact forces and flow velocity fields. Based on the results of the experiments and simulation analysis，empirical description of flow parameters in eccentric flow inside a silo model and the dynamic analysis model of large-diameter concrete squat silos under eccentric discharge are put forward. The horizontal and vertical distribution of normal pressures of the wall is derived. The internal force distribution la

英文关键词： squat silo；eccentric discharge；lateral pressure；FEM；DEM