离心模型试验物质运动非惯性系效应

• 作者: 凌道盛 施昌宇 郑建靖 赵宇 陈云敏
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 离心模型试验 非惯性系 相对运动 科氏力
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 226-235
• 页数: 10页
• 分类号: TU411
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE202102002

摘要

离心机作为岩土工程学科开展缩尺模型试验的主要装置,随着试验能力的不断提高,在涉及物质高速运动的爆炸、滑坡等方面的应用越来越广泛.首先,严格地推导了运动坐标系中物质运动加速度的一般表达式.其次,针对匀速转动的离心机,基于Newton第二定律建立了质点在模型箱中运动的控制方程,获得了自由质点相对运动的解析解,指出控制质点相对运动的均匀离心力、非均匀离心力和科氏力的本质为非惯性系运动导致的质点"惯性"作用,称为非惯性系作用.在此基础上,研究了3种非惯性系作用引起的质点相对运动的非惯性系效应,定量分析了初始坐标、初始速度等影响因素的敏感性.分析表明,3种非惯性系作用以不同方式改变质点控制方程性态,耦合作用导致常规模型试验相似律对运动物质不能精确成立;科氏力对非惯性系效应的影响一般大于非均匀离心力;自由运动质点的非惯性系效应显著,但平行于离心机转轴方向的质点运动分量不受非惯性系效应影响.