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第一部分 隨機不規則顆粒的生成技術
1. 生成隨機不規則多面體
基于蒙特卡洛算法,在橢球(或球體)的表面隨機選取控制頂點,根據選取的控制頂點建立面,后生成隨機不規則多面體。
2. 隨機不規則多面體內顆粒填充
在隨機多面體內部填充一定尺寸的顆粒,其中粗顆粒位于中心,細顆粒位于邊緣。填充完畢后,隨機多面體內部顆粒的總體積與該隨機多面體相等。
3. 構建隨機不規則顆粒
若模擬不可破碎顆粒,則直接將隨機多面體內部顆粒信息建立clump,若模擬可破碎顆粒,則將隨機多面體內部的顆粒進行粘結構建cluster.注:
由于顆粒總體積與隨機不規則多面體總體積相等,而圓形顆粒間存在空隙,
這就意味著顆粒間必定存在一定程度的重疊,因此需引進接觸力清零方法,并將力-位移方程由總量改為增量。
第二部分 數值模型宏觀力學性質的測試
1. 數值模型的制樣過程
根據第一部分介紹的技術,按照級配在模型區域(立方體或圓柱形)投放顆粒,達到指定的孔隙率,然后添加重力或在模型頂部施加一定的壓力,
使得模型中的隨機不規則顆粒充分接觸,達到密實的狀態。
2. 數值模型的拉伸壓縮試驗
基于制備的數值模型,進行相應的拉伸試驗(隨機不規則顆粒間需具有一定粘結強度)或壓縮試驗,常采用應變控制式加載,
即頂部墻體通過一定的速度壓縮數值模型;圍壓通過伺服機制由側墻提供。