[发明专利]一种基于离散元的摩擦型颗粒材料蠕变试验模拟方法

权利要求书

1.一种基于离散元的摩擦型颗粒材料蠕变试验模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.生成离散元试样：依据实际试样尺寸生成一个圆柱形刚性墙体，并于圆柱形刚性墙体顶部和底部分别构建平面刚性墙体，得到一个圆柱形封闭区域，并在封闭区域内按指定孔隙比生成一系列球形颗粒；

b.设定接触模型及模型参数：将球形颗粒间以及颗粒与墙体间接触模型均设定为线性接触模型，并设定接触模型参数以及物理参数；

c.试样固结：将圆柱形墙体及顶部和底部两平面刚性墙体朝向试样中心移动压缩试样，直至达到指定围压值；

d.偏应力施加：维持试样围压值不变，并以一定速率将顶部和底部刚性墙体朝向试样中心移动剪切试样，直至试样偏应力达到指定值；

e.试样蠕变：当达到指定的偏应力值后，维持试样围压值以及偏应力值不变进行试样蠕变，在蠕变过程中，试样内部颗粒间摩擦系数随颗粒滑动速率变化而变化。

2.根据权利要求1所述的一种基于离散元的摩擦型颗粒材料蠕变试验模拟方法，其特征在于，步骤b中，线性接触模型参数具体包括颗粒间法向接触刚度、颗粒间切向接触刚度、颗粒间摩擦系数、墙体与颗粒间法向接触刚度、墙体与颗粒间切向接触刚度以及墙体与颗粒间摩擦系数，物理参数具体包括颗粒密度、重力加速度以及阻尼系数。

3.根据权利要求1所述的一种基于离散元的摩擦型颗粒材料蠕变试验模拟方法，其特征在于，步骤c中，颗粒与墙体间摩擦系数应重新设定为零。

4.根据权利要求1所述的一种基于离散元的摩擦型颗粒材料蠕变试验模拟方法，其特征在于，步骤d中，蠕变试验过程中所设定的偏应力值应小于试样的峰值强度值。

5.根据权利要求1所述的一种基于离散元的摩擦型颗粒材料蠕变试验模拟方法，其特征在于，步骤e中，颗粒间摩擦系数随滑动速率变化规律根据速率过程理论获得，其具体演化方程如下公式：

式中表示颗粒滑动速度，表示颗粒间摩擦系数。