| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-34页 |
| 1.1 选题的背景和意义 | 第14-17页 |
| 1.1.1 选题背景 | 第14-15页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第15-17页 |
| 1.2 国内外的发展与研究现状 | 第17-30页 |
| 1.2.1 颗粒物质研究现状 | 第17-20页 |
| 1.2.2 颗粒接触力研究现状 | 第20-24页 |
| 1.2.3 颗粒材料光弹实验法研究现状 | 第24-28页 |
| 1.2.4“土拱效应”研究现状 | 第28-30页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第30-32页 |
| 1.4 研究的技术路线 | 第32-34页 |
| 第2章 颗粒介质光弹实验装置与可视化处理方法 | 第34-62页 |
| 2.1 概述 | 第34页 |
| 2.2 光测弹性法可视化原理 | 第34-41页 |
| 2.2.1 平面光弹基本原理 | 第34-39页 |
| 2.2.2 平面光弹应力计算 | 第39-41页 |
| 2.3 颗粒介质应力网格可视化实验模型设计 | 第41-52页 |
| 2.3.1 光弹颗粒材料制备 | 第41-47页 |
| 2.3.2 应力网格可视化测试装置 | 第47-50页 |
| 2.3.3 实验模型制作 | 第50-52页 |
| 2.4 基于可视化的图像处理方法 | 第52-60页 |
| 2.4.1 图像分割技术 | 第53-54页 |
| 2.4.2 图像变换技术 | 第54-55页 |
| 2.4.3 基于灰度梯度〈G~2〉的光弹颗粒材料标定 | 第55-56页 |
| 2.4.4 基于彩色梯度〈G~2〉的光弹颗粒材料标定 | 第56-60页 |
| 2.5 本章小结 | 第60-62页 |
| 第3章 颗粒材料剪切模型应力网格可视化测试及分析 | 第62-95页 |
| 3.1 概述 | 第62页 |
| 3.2 试验模型及实验操作 | 第62-65页 |
| 3.2.1 试验模型 | 第62-63页 |
| 3.2.2 试验操作 | 第63-65页 |
| 3.3 试验结果分类 | 第65-77页 |
| 3.3.1 单一颗粒模型测试结果 | 第65-71页 |
| 3.3.2 混合颗粒模型测试结果 | 第71-77页 |
| 3.4 试验结果及作用机理分析 | 第77-94页 |
| 3.4.1 应力屏蔽效应 | 第77-82页 |
| 3.4.2 剪切带 | 第82-84页 |
| 3.4.3 剪胀与剪缩研究 | 第84-94页 |
| 3.5 本章小结 | 第94-95页 |
| 第4章 颗粒介质剪切模型应力网格几何及力学特性分析 | 第95-116页 |
| 4.1 概述 | 第95页 |
| 4.2 颗粒几何接触角 | 第95-103页 |
| 4.2.1 几何接触角的定义 | 第95-96页 |
| 4.2.2 几何接触角作用 | 第96-98页 |
| 4.2.3 压缩试验 | 第98-100页 |
| 4.2.4 剪切试验 | 第100-103页 |
| 4.3 平均强力链接触角 | 第103-108页 |
| 4.3.1 压缩试验 | 第103-105页 |
| 4.3.2 剪切试验 | 第105-108页 |
| 4.4 混合颗粒接触几何特性 | 第108-114页 |
| 4.4.1 颗粒几何接触角 | 第108-111页 |
| 4.4.2 强力链接触角 | 第111-114页 |
| 4.5 本章小结 | 第114-116页 |
| 第5章 颗粒介质中“拱效应”的可视化模拟实验分析 | 第116-132页 |
| 5.1 概述 | 第116-117页 |
| 5.2 土拱效应理论 | 第117-122页 |
| 5.2.1 Terzaghi理论 | 第117-118页 |
| 5.2.2 普氏平衡拱理论 | 第118-120页 |
| 5.2.3 北欧楔形理论 | 第120页 |
| 5.2.4 BS 8006 方法 | 第120-121页 |
| 5.2.5 Hewlett & Randolph理论 | 第121-122页 |
| 5.3 土拱效应的可视化模拟试验 | 第122-124页 |
| 5.3.1 土拱效应演化机理和形成条件 | 第122-123页 |
| 5.3.2 土拱效应试验过程 | 第123-124页 |
| 5.3.3 土拱判定标准 | 第124页 |
| 5.4 土拱效应测试结果及分析 | 第124-130页 |
| 5.4.1 高度变化对土拱形状的影响 | 第124-126页 |
| 5.4.2 荷载变化对土拱形状的影响 | 第126-128页 |
| 5.4.3 跨度变化对土拱形状的影响 | 第128-130页 |
| 5.5 本章小结 | 第130-132页 |
| 第6章 颗粒介质“拱效应”图像的数字处理分析 | 第132-149页 |
| 6.1 概述 | 第132页 |
| 6.2 土拱效应对颗粒接触力的影响规律 | 第132-139页 |
| 6.2.1“拱效应”图像处理方法 | 第132-133页 |
| 6.2.2 荷载变化对颗粒接触力的影响 | 第133-135页 |
| 6.2.3 高度变化对颗粒接触力的影响 | 第135-137页 |
| 6.2.4 跨度变化对颗粒接触力的影响 | 第137-139页 |
| 6.3 土拱效应对力链分布及位移场的影响 | 第139-148页 |
| 6.3.1 应力场及位移场求解程序 | 第139-140页 |
| 6.3.2 力链网格求解程序 | 第140-141页 |
| 6.3.3 荷载变化对应力场、位移场及力链的影响 | 第141-143页 |
| 6.3.4 高度变化对应力场、位移场及力链的影响 | 第143-145页 |
| 6.3.5 跨度变化对应力场、位移场及力链的影响 | 第145-148页 |
| 6.4 本章小结 | 第148-149页 |
| 第7章 土拱效应的有限元和离散元分析 | 第149-165页 |
| 7.1 概述 | 第149-150页 |
| 7.2 有限元计算 | 第150-156页 |
| 7.2.1 有限元基本原理 | 第150页 |
| 7.2.2 基本步骤（Basic Process of FEM） | 第150-153页 |
| 7.2.3 计算模型参数 | 第153页 |
| 7.2.4 计算结果 | 第153-156页 |
| 7.3 颗粒流计算 | 第156-163页 |
| 7.3.1 颗粒流基本原理 | 第156-159页 |
| 7.3.2 计算模型参数设置 | 第159-160页 |
| 7.3.3 PFC计算结果 | 第160-163页 |
| 7.4 本章小结 | 第163-165页 |
| 结论与展望 | 第165-170页 |
| 1 主要研究结论 | 第165-167页 |
| 2 本文主要创新点 | 第167-168页 |
| 3 存在的问题与展望 | 第168-170页 |
| 参考文献 | 第170-180页 |
| 附录A 应力场及位移场求解程序STRESS—DISPLACEMENT的编制 | 第180-186页 |
| 附录B 力链网格求解程序FORCECHAIN的编制 | 第186-191页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第191-193页 |
| 致谢 | 第193-194页 |
| 附件 | 第194页 |
