[發明專利]一種精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法

在審

• 申請號: 202111240947.6
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113962168A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 栗培龍;宿金菲;孫勝飛;宋法寬;馬云飛;程劉達;解璇
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F111/12;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明具體涉及一種精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法，包括以下步驟：S1.利用PFC3D仿真模擬軟件，根據真實瀝青混合料的級配調用預先建立的粗集料模型庫，生成虛擬瀝青混合料中的粗集料；采用半徑為0.7mm的球體單元模擬瀝青混合料中的瀝青砂漿和空隙，最終獲得虛擬瀝青混合料；S2.利用PFC3D仿真模擬軟件導入虛擬瀝青混合料，進行粗集料虛擬單軸貫入試驗，并對真實瀝青混合料進行單軸貫入試驗，對比兩個試驗結果，確定礦料表面的摩擦系數；S3.在PFC3D仿真模擬軟件中，在瀝青砂漿間設置Burgers模型；S4.利用SPT試驗儀對真實瀝青混合料開展瀝青砂漿動態模量試驗，來確定PFC3D仿真模擬軟件中的Burgers模型參數；S5.建立瀝青混合料三維動態離散元壓實模型。

技術領域

本發明涉及道路工程領域，具體涉及一種精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法。

背景技術

瀝青混合料是一種典型的顆粒性材料，在壓實荷載的作用下，裹覆瀝青的顆粒發生空間遷移，進行重新排列。深入分析礦料顆粒的遷移機制有助于揭示壓實機理，進而對瀝青混合料進行壓實控制。

現有技術雖然能夠從細觀層面對瀝青混合料的壓實過程進行研究，但是由于缺乏相關試驗驗證，相關結論有待進一步驗證。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法，可開展真實礦料遷移追蹤試驗對壓實模型進行驗證。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。

一種精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法，包括以下步驟：

步驟S1，利用PFC3D仿真模擬軟件，根據真實瀝青混合料的級配調用預先建立的粗集料模型庫，生成虛擬瀝青混合料中的粗集料；采用半徑為0.7mm的球體單元模擬瀝青混合料中的瀝青砂漿和空隙，最終獲得虛擬瀝青混合料。

步驟S2，利用PFC3D仿真模擬軟件導入虛擬瀝青混合料，進行粗集料虛擬單軸貫入試驗，并對真實瀝青混合料進行單軸貫入試驗，對比兩個試驗結果，確定礦料表面的摩擦系數。

步驟S3，在PFC3D仿真模擬軟件中，在瀝青砂漿間設置Burgers模型；

步驟S4，利用SPT試驗儀對真實瀝青混合料開展瀝青砂漿動態模量試驗，來確定PFC3D仿真模擬軟件中的Burgers模型參數。

步驟S5，在PFC3D仿真模擬軟件中，建立瀝青混合料三維動態離散元壓實模型。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：通過真實集料信息建立粗集料模型庫，采用半徑為0.7mm的球體單元模擬瀝青砂漿和空隙，壓實模型精度非常高；采用單軸貫入試驗和動態模量試驗確定模型的細觀參數，壓實模型參數更加準確；可開展真實礦料遷移追蹤試驗對離散元壓實模型進行驗證，解決了瀝青混合料壓實模型難以驗證的技術難題。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。

圖1(a)為本發明的精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法中，建立粗集料模型庫所用的真實集料示意圖；

圖1(b)為本發明的精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法的粗集料模型庫中的部分虛擬集料示意圖；

圖2(a)為本發明的精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法中，不同填充參數下的clump模型示意圖；

圖2(b)為本發明的精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法中，不同pebble數量下的參數radio和參數distance的取值關系圖；

圖3為本發明的精確追蹤瀝青混合料顆粒的離散元壓實模型建模方法中虛擬單軸貫入試驗的過程示意圖；