[发明专利]破碎状态的粗集料颗粒离散元方法

摘要

本发明公开了一种破碎状态的粗集料颗粒离散元方法，包括以下步骤：(1)粗集料颗粒初筛；(2)CT扫描；(3)离散元软件PFC2D建模；(4)单一粒径粗集料颗粒接触刚度模型参数标定；(5)单一粒径粗集料颗粒贯入阻力下破碎量统计；(6)不同级配的粗集料颗粒贯入阻力下破碎量统计；(7)基于粗集料颗粒破碎量修正平行连接模型参数。本发明突破了道路工程离散元模拟过程中虚拟粗集料颗粒不可破碎的难点，采用离散元软件内Cluster模型，结合室内贯入阻力试验的破碎量统计，确定不同粒径颗粒的微观模型参数来模拟颗粒材料在外部阻力作用下破碎过程，通过扫描图像确保虚拟粗集料颗粒形态重构的精确性。

主权项

一种破碎状态的粗集料颗粒离散元方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)粗集料颗粒初筛：通过标准筛筛分粗集料颗粒，将其按照粒径大小分为多档粗集料颗粒，筛分出的每一档粗集料颗粒保证数量足够；(2)CT扫描：对筛分出的每一档粗集料颗粒进行CT扫描，获得每一个粗集料颗粒的形态轮廓图像；(3)离散元软件PFC2D建模：结合图像处理技术识别粗集料颗粒轮廓信息，在离散元软件内建立系列圆盘族重构虚拟颗粒形态，并利用Cluster命令将圆盘族定义为一个整体，同时建立单轴贯入试验虚拟试件模型；(4)单一粒径粗集料颗粒接触刚度模型参数标定：进行不同粒径的粗集料单轴贯入室内试验与虚拟试验，确定每一档粗集料颗粒的接触刚度模型微观参数；(5)单一粒径粗集料颗粒贯入阻力下破碎量统计：确定单轴贯入室内试验下，每一档粗集料颗粒因外部贯入阻力而破碎的颗粒质量分数；(6)不同级配的粗集料颗粒贯入阻力下破碎量统计：确定单轴贯入室内试验下，选定级配的每一档粗集料颗粒因外部贯入阻力而破碎的颗粒质量分数；(7)基于粗集料颗粒破碎量修正平行连接模型参数：赋予Cluster定义的虚拟颗粒平行连接模型，以确保虚拟颗粒为可变形、可破碎刚体，依据单一粒径、不同级配的粗集料颗粒贯入阻力下的颗粒破碎量，完成平行连接模型的参数修正。