CN115048850B 一种基于离散元模型实现水稳碎石材料虚拟疲劳仿真的方法 （东南大学）

号 一种基于离散元模型实现水稳碎石材料虚本发明提出一种基于离散元模型实现水稳碎石材料虚拟疲劳仿真的方法，该方法包括(1)伤演化模型，建立虚拟疲劳衰变模型，并采用Fish命令将虚拟疲劳衰变模型嵌入到疲劳测试骤3所述的水稳碎石材料数值试件施加疲劳循环2步骤5，参照室内强度试验方式对步骤4所述的水稳疲劳步骤7，根据步骤1所述的室内疲劳试验方案，建立虚拟的令，通过步骤4所述的加载墙体对步骤3所述的水稳碎石材料数值试件施加疲劳循环荷载，采用Fish命令在每个时间步的运算过程中嵌入步骤6所述的虚拟疲劳衰变模型，根据相邻粒子间的接触力计算平行黏结衰变率ω,并在每个运算时间步内更新接触的黏结半径系数模拟水稳碎石材料性能随时间变化的损伤劣化行为，实现水稳碎石材料的虚拟疲劳仿真；步骤2所述的疲劳演化曲线为试件的竖向累计形变随疲劳加所述的疲劳损伤演化模型是指疲劳测试过程中试件的竖向累积形变随疲劳荷载次数的演步骤6所述的虚拟疲劳衰变模型中，通过颗粒接触力与黏结半径参数来控制颗粒间法312为随材料变化的损伤速2.根据权利要求1所述的一种基于离散元模型实现水稳碎石材料虚拟疲劳仿真的方3.根据权利要求1所述的一种基于离散元模型实现水稳碎石材料虚拟疲劳仿真的方4.根据权利要求1所述的一种基于离散元模型实现水稳碎石材料虚拟疲劳仿真的方对加载墙体施加虚拟荷载来实现对水稳碎石材料数值4以控制变量为前提的参数分析研究结果离散性普遍较大，难以准确地进行影响因素分析。其细观疲劳损伤过程，需要基于离散元数值手段来建立水稳碎石材料的虚拟疲劳仿真模料性能随时间变化的衰变行为，用于在离散元模型中开展对水稳碎石材料的疲劳仿真测5[0008]步骤2，基于不同应力比的室内疲劳测试结果，研究疲劳演化曲线及损伤演变参命令，通过步骤4所述的加载墙体对步骤3所述的水稳碎石材料数值试件施加疲劳循环荷邻粒子间的接触力计算平行黏结衰变率ω,并在每个运算时间步内更新接触的黏结半径系同时采用垂直安装的线性变量差分传感器测量试件的垂直变形，数据的采集频率优选为6[0022]进一步，步骤2所述的损伤演变参数优选为疲劳测试过程中试件的竖向累计形变[0023]进一步，步骤2所述的疲劳演化曲线优选为试件的竖向累计形变随疲劳加载过程[0024]进一步，步骤2所述的疲劳损伤演化模型是指疲劳测试过程中试件的竖向累积形[0033]特别说明，步骤3所述的集料形状、大小可由用户自定义。集料粒径范围优选为7[0045]w=dR/dt=di/dt(5)[0051]进一步，采用Fish命令在每个时间步的运算过程中嵌入步骤6所述的虚拟疲劳衰8[0052]msr=+wdt(7)疲劳模拟中忽略了剪应力引起的平行黏结接触性能随时间变化的衰变行为，可用于在离散元模型中开展对水稳碎石材料的疲劳仿真测9载的最小荷载设置为0.1kN，根据半圆试件的峰值荷载值来确定相应应力比下的疲劳测试载，通过Fish命令自动记录顶部加载墙体的荷载值和竖向位移量，用于绘制荷载-位移曲[0090]步骤12，根据步骤2所述的疲劳损伤率k与应力水平S的关系模型，通过砂浆和集rsr=+WAt(11)式中，分别为计算时间步开始和结束时的平的平行黏结半径系数的自动更新，模拟水稳碎石材料性能随疲劳加载时间变化的衰变行形变演化典型曲线可由多个平行试件测试结散元疲劳模拟中忽略了剪应力引起的平行黏结