Micromechanical Particle Interactions in Railway Ballast through DEM Simulations of Direct Shear Tests

压舱物 离散元法 微尺度化学 直剪试验 粒子(生态学) 材料科学 骨料(复合) 岩土工程 机械 剪切(地质) 微观力学 结构工程 复合材料 工程类 地质学 物理 数学 数学教育 电气工程 海洋学 复合数
作者
Xuecheng Bian,Wei Li,Yu Qian,Erol Tutumluer
出处
期刊:International Journal of Geomechanics [American Society of Civil Engineers]
卷期号:19 (5) 被引量:46
标识
DOI:10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001403
摘要

Particle shape properties can significantly affect the load response behavior and field performance of the uniformly graded ballast layer in railway track structures. Particle contact and the related micromechanical behavior of the unbound aggregate ballast layer assembly influenced by the particle shape properties have not yet been thoroughly investigated. In this study, an aggregate imaging and particle shape-analysis approach based on computer vision technology was introduced to calculate aggregate morphological indices and construct polyhedral discrete elements with shapes close to realistic ballast aggregate particles. A model of direct shear test on railway ballast based on the discrete-element method (DEM) was developed using generated nonbreakable discrete elements as individual ballast particles and validated by closely matching the predicted shear stress–strain behavior with laboratory test results. The DEM model simulation predictions were then used to investigate the relations between microscale interactions of individual ballast particles, particle size effects in relation to shear box test equipment dimensions, and macroscale behavior trends of the aggregate assemblies. Stronger particle interactions and higher coordination numbers were observed as the imaging-based angularity index (AI) and flat and elongated (F&E) ratio increased. Furthermore, limiting individual particle movement was shown to increase strength and provide greater resistance to failure and deformation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
limit完成签到,获得积分10
刚刚
小二郎应助chy采纳,获得10
1秒前
吃饭了吗123完成签到,获得积分10
2秒前
暴躁的水蜜桃完成签到 ,获得积分10
3秒前
高兴薯片完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
5秒前
Owen应助Zhang采纳,获得10
5秒前
紫荆花完成签到 ,获得积分10
5秒前
marvin完成签到,获得积分10
6秒前
Yu发布了新的文献求助10
6秒前
哈哈学术发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
伊萨卡完成签到 ,获得积分10
8秒前
沉默的葵阴完成签到,获得积分10
8秒前
komorebi完成签到 ,获得积分10
10秒前
初景应助我是雷锋采纳,获得20
10秒前
RR发布了新的文献求助30
11秒前
小马完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
Sicie完成签到,获得积分10
14秒前
huhdcid发布了新的文献求助30
15秒前
咕噜噜完成签到 ,获得积分10
15秒前
科研通AI2S应助寻123采纳,获得10
15秒前
贤惠的咖啡完成签到,获得积分10
16秒前
无花果应助难过飞瑶采纳,获得30
16秒前
无心的思山完成签到,获得积分10
18秒前
薛禾完成签到,获得积分10
18秒前
不吃香菜发布了新的文献求助10
19秒前
Rainyin发布了新的文献求助60
19秒前
瑾染完成签到 ,获得积分20
20秒前
无花果应助Yu采纳,获得10
20秒前
20秒前
21秒前
大模型应助hao采纳,获得10
22秒前
23秒前
薏_完成签到 ,获得积分10
24秒前
叶勉完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
Sunnig盈发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
Comprehensive Organic Synthesis 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6596932
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8366841
关于积分的说明 17909700
捐赠科研通 5749694
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2953219
邀请新用户注册赠送积分活动 1928537
关于科研通互助平台的介绍 1822447