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松砂和密實砂在雙軸壓縮過程中的力學行為有所不同。

在PFC2D中，采用球顆粒模擬砂粒，視砂粒之間的不存在內聚力作用，砂粒之間的接觸采用線性接觸模擬，分別生成松散和密實的模型，進行雙軸壓縮試驗，對比了其力學行為的差異。

為了獲得松散的試樣，球-球接觸使用的摩擦系數為0.3。在整個模擬過程中（樣本制備，各向同性壓實，雙軸壓縮），該值將保持不變。壁摩擦力設置為零，這樣在球面接觸中不會產生剪切力。無摩擦壁的使用減少了制備和壓縮階段的邊界效應。

為了制備致密的樣品，將球形接觸時的摩擦力初始設置為零。在準備階段和壓實階段之后，但在雙軸壓縮之前，將球形接觸的摩擦系數設置為0.3。

雙軸試驗分兩個階段進行：固結階段和雙軸壓縮階段。在各向同性固結階段，通過使用墻體的伺服功能，使試樣在規定的圍壓下達到平衡。之后在恒定側向應力下進行垂直方向的壓縮模擬。

最終的松砂模型和密砂模型的計算結果對比如下：

松砂和密砂試樣的豎向應力應變曲線如下，可看出，隨著豎向應變的增長，松砂試樣的應力持續增長，而密砂試樣隨著豎向應變的增長，豎向應力先快速增長后逐漸衰減，出現了明顯的波峰。

松砂試樣和密砂試樣的體應變隨豎向應變的對比結果如下圖所示，在雙軸壓縮過程中，松砂試樣體積持續減小，而密砂試樣在加載初期歷經一個體積縮小過程后逐漸轉化為體積膨脹。

主要建模過程及代碼展示如下：