[发明专利]基于离散-连续耦合的钢桥面铺装层间剪切试验模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于离散‑连续耦合的钢桥面铺装层间剪切试验模拟方法，步骤如下：首先，在PFC3D软件中建模，形成钢桥面铺装沥青铺装层三维离散元模型；其次，在FLAC3D软件中建模，形成钢桥面板三维连续模型；再次，利用PFC3D与FLAC3D软件的Socket I/O功能，实现两者模型之间的数据交换；最后，对模型进行加载剪切，改变沥青铺装层三维离散元模型的细观参数与钢桥面板的材料参数，进行钢桥面铺装层间剪切影响因素分析。本方法综合离散元法与有限元法的优势，既考虑了沥青混凝土作为多相复合材料所具有的细观特征，又考虑了钢桥面板线弹性材料的特征，模拟结果更加符合工程实际，所得数据可用于指导钢桥面铺装体系复合结构的设计。

主权项

1.一种基于离散‑连续耦合的钢桥面铺装层间剪切试验模拟方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)根据沥青铺装层中沥青混合料的级配表，利用PFC3D软件命令以及FISH语言算法，在PFC3D软件中建立具有级配特征与一定空隙率的沥青铺装层三维离散元模型；(2)在完成沥青铺装层三维离散元建模后，在铺装层底部加铺一层耦合颗粒并设置边界条件，在PFC3D软件中进行耦合区域建模；(3)利用FLAC3D软件命令建立钢桥面板三维模型，对钢桥面板三维模型合理划分网格并设置边界条件，在FLAC3D软件中建立钢桥面板三维连续模型；(4)将沥青铺装层三维离散元模型与钢桥面板三维连续模型耦合，得到钢桥面铺装复合结构试件三维离散‑连续模型；(5)对钢桥面铺装复合结构试件三维离散‑连续耦合模型进行加载剪切；在PFC3D软件中绘制剪切位移曲线、裂缝数量随时间变化曲线；在FLAC3D软件中绘制钢桥面板的应力云图与位移云图；(6)采用控制变量法，依次改变沥青铺装层三维离散元模型的细观参数以及钢桥面板的材料参数，并重复步骤(5)，进行钢桥面铺装层间剪切影响因素分析，得到钢桥面铺装层间剪切破坏规律；直至沥青铺装层与钢桥面板的层间粘结完全失效，结束剪切试验的模拟，得到最终的剪切位移曲线以及裂缝数量随时间变化曲线。