[發明專利]一種級配碎石抗壓強度數值試驗方法

在審

• 申請號: 201410103423.6
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103955597A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 孫璐;任皎龍
• 申請（專利權）人: 上海頻譜頓交通科技有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈振濤

1.一種級配碎石抗壓強度數值試驗方法，其特征在于，按照以下步驟進行：

（1）物理模型的構建

①基本參數的測試：

測定集料密度，確定集料級配及級配碎石最大干密度；

②試模的模擬：

利用PFC^2D內置命令“wall”生成兩片長度為H的豎直墻體和一片長度為D的水平墻體組成開口向上的半封閉矩形以模擬試模；

③級配碎石的生成：

根據集料密度、壓實度、試件尺寸、集料級配和最大干密度計算第i種規格集料的二維映射面積S_i，見式（I），利用PFC^2D內置命令“ball”在模擬試模中生成顆粒，并使之符合第i種規格集料的規格要求，當生成顆粒的總面積達到S_i時，停止顆粒生成；

Si=dhKPiρiρmax---(I)]]>式中：ρ_max：最大干密度，g/cm³；

d：試件直徑，cm；

h：試件高度，cm；

K：壓實度，%；

P_i：第i種規格集料的分計篩余百分率，%，i為大于0的自然數；

ρ_i：第i種規格集料的密度，g/cm³，i為大于0的自然數；

按上述方法依次生成各規格集料顆粒；

④虛擬試件的生成：

利用PFC^2D內置命令“wall”生成長度為D的墻體以模擬壓板。模擬壓板以速度V豎直向下推動模擬試模內的集料顆粒，直至運算步數達到n為止，利用PFC^2D內置命令“delete”刪除兩片長度為H的豎直墻體，n按式（II）計算；

n=LVdt=H-hVdt---(II)]]>式中：n：運算步數，step；

L：模擬壓板移動距離，cm；

V：模擬壓板移動速度，cm/s；

d_t：時間步長，s/step；

H：試模高度，cm；

h：試件高度，cm

（2）微力學參數的輸入

利用PFC^2D內置命令“prop”賦予級配碎石物理模型以微力學參數，包括泊松比ν、剪切模量G和摩擦系數μ，微力學參數可通過級配碎石抗壓強度室內試驗結果反算獲取；

（3）抗壓強度試驗加載過程的模擬與結果整理

①抗壓強度試驗加載過程的模擬：

以恒定速度豎直向下推動模擬壓板，并記錄每個計算時步內模擬壓板的壓縮位移和接觸力，整理得到接觸力～壓縮位移的關系曲線，并從該曲線中讀取接觸力峰值，按式（III）計算級配碎石的抗壓強度值；計算模擬試件所受到的壓縮應力，并整理得到接觸力～壓縮位移的關系曲線；

σ=fD×10-3---(III)]]>式中：σ：虛擬試件的抗壓強度，MPa；

f：模擬壓板的接觸力峰值，KN；

D：模擬壓板的長度，m；

②結果整理：

從接觸力～壓縮位移曲線中讀取接觸力峰值，其即為級配碎石抗壓強度值。