PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋

首先我想說明一點,離散元模擬過程應當盡量與實際相似。

PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋的圖1

這里先給出雙軸試驗模擬的基本思路:

1、成樣——生成比較均勻的指定孔隙率的顆粒集合體

2、預壓——這里主要目的是為了調整顆粒內的內應力

3、加膠結——膠結集合體在這里加膠結,非膠結材料跳過這一步

4、加圍壓——這里相當于到了實驗室,給試樣加上圍壓

5、加載——這里進行試樣的加載

配圖1:預壓的應力變化,這里應力是從1e9開始變化,可以想象如果不進行預壓,膠結加上去,整個試樣就壞了,除非整個試樣特別松散,但是松散的試樣模擬巖石效果不太好

yuya.png

配圖2:加膠結后,注意試樣是有膠結,而試樣和墻是線性接觸的

PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋的圖3

配圖3:加載后形成的微觀裂隙PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋的圖4

配圖4:加載后形成的位移矢量圖PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋的圖5

配圖5:加載后形成的力鏈圖PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋的圖6

配圖6:加載應力應變(這里因為應變率比較大,結果在數量上失真)PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋的圖7

配圖7:裂紋數目(這里因為抗拉強度低了,所以大部分都是拉破壞)

PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋的圖8

重點講解1:預壓的應力值

    很多人不太明白這個預壓的取值。其實很簡單,預壓模擬的是賦存條件,假設重度是20,那如果模擬淺層土的話,預壓設置20KPa就足夠了。如果模擬的是深部巖石,比如1000m左右,則需要加20MPa的預壓應力。

重點講解2:伺服

    這里簡單描述一下就是,你可以當做你的手給試樣加一個固定的壓力,你的手需要具有兩個功能,一個是讀取手上的應力值,第二個是根據當前應力值決定是手再壓一壓還是松一松

重點講解3:加載

    試樣粒徑應與實際一致,這樣帶來一個問題,當顆粒粒徑非常小的時候,時步會非常小,所以需要將密度放大來增大時步。這時候又要選擇合理的加載速率,達到一個比較合理的數值。

1、成樣

PFC雙軸試驗說明以及命令流解釋的圖9

這里注意兩點,成樣為了加快速度,需要消能,什么意思呢?就是把模型中的動能消耗掉,這里有兩個,一個是摩擦系數——0.5,一個是全局阻尼——0.7,摩擦系數好理解,顆粒間摩擦耗能,全局阻尼就是把所有顆粒扔進水里面,速度越大,耗能也就越大。

這里的成樣就是用distribute成樣,后面我會單獨開個帖子講講分層成樣法。

因為distribute成樣顆粒重疊比較大,所以一開始的顆粒動能會很大,這里用calm 50來實現每50步將顆粒速度清零,也是為了耗能。

2、預壓——伺服

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