【技术实现步骤摘要】
一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法
本专利技术涉及一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，属于岩土学科数值模拟
技术介绍
目前，随着计算机技术的普及，采用数值模拟方法测定岩土体离散材料抗剪强度的研究受到越来越多科研工作者的关注。相较于实验室试验周期长，耗时久，人员多，开销大等弊端，数值模拟方法可以大大降低人工成本和试验周期。为了模拟假三轴试验在固结与剪切过程中的围压控制，首先要克服的困难是解决施加在圆柱面上的压强计算，然而这个问题很难用简单的数学公式表达。因此，现常用的近似算法有：1、通过生成正多边形柱体来近似模拟圆柱体。正多边形边数越多，多边形柱体越接近圆柱体，但从严格意义上讲，多边形柱体并非圆柱体。2、采用轴对称周期性边界条件的方法首先模拟了扇形柱体，然后扩展成圆柱体边界条件。该方法的不足之处在于它模拟的试样是轴对称的，在模拟各向异性试样材料时并不具有随机性与代表性。3、采用柔性边界条件(Fazakes)，该边界由14904个相互接触的球颗粒单元重叠而成。模拟中通过计算每个边界小球与物质颗粒的接触来确定整体边界...
【技术保护点】
1.一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，用于模拟岩土体离散材料在三轴试验固结与剪切过程中的试样围压与轴压的控制，进而测试岩土体离散材料的抗剪强度，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.根据岩土体离散材料，在圆柱体边界条件内生成互不接触的球形颗粒或不规则形状颗粒,直到各个颗粒填满圆柱体内部空间，然后进入步骤B；步骤B.针对圆柱体内部空间内的每个颗粒施加重力，由所有颗粒构成圆柱体堆积体，并针对圆柱体堆积体进行处理，制备满足预设孔隙率的试样，然后进入步骤C；步骤C.根据岩土体离散材料属性，针对试样中颗粒与颗粒之间、颗粒与圆柱体内壁之间的各个接触位置，分别设置接触...
【技术特征摘要】
1.一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，用于模拟岩土体离散材料在三轴试验固结与剪切过程中的试样围压与轴压的控制，进而测试岩土体离散材料的抗剪强度，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.根据岩土体离散材料，在圆柱体边界条件内生成互不接触的球形颗粒或不规则形状颗粒,直到各个颗粒填满圆柱体内部空间，然后进入步骤B；步骤B.针对圆柱体内部空间内的每个颗粒施加重力，由所有颗粒构成圆柱体堆积体，并针对圆柱体堆积体进行处理，制备满足预设孔隙率的试样，然后进入步骤C；步骤C.根据岩土体离散材料属性，针对试样中颗粒与颗粒之间、颗粒与圆柱体内壁之间的各个接触位置，分别设置接触模型，然后进入步骤D；步骤D.针对试样进行竖直下压，并基于拉梅公式的圆柱体伺服条件控制试样围压σ3，获得试样轴压σ1不小于预设固结目标围压Pconf、且试样围压σ3等于预设固结目标围压Pconf的固结试样，然后进入步骤E；步骤E.针对固结试样进行竖直下压，以固结试样围压σ'3为依据，基于拉梅公式的圆柱体伺服条件控制固结试样围压σ'3，获得固结试样的抗剪强度。2.根据权利要求1所述一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，其特征在于：所述步骤A中，在圆柱体边界条件内，采用RSA法生成互不接触的球形颗粒或不规则形状颗粒。3.根据权利要求1所述一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，其特征在于：所述步骤B中，针对圆柱体堆积体，采用夯实试样或振动试样的方式处理，制备满足预设孔隙率的试样。4.根据权利要求3所述一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，其特征在于：所述步骤B中，针对圆柱体堆积体的顶部，采用上压板针对圆柱体堆积体的顶部进行击打，实现夯实试样方式处理，制备满足预设孔隙率的试样。5.根据权利要求3所述一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，其特征在于：所述步骤B中，针对圆柱体堆积体的底部位置设置下底板，控制下底板以一定的频率振动，针对圆柱体堆积体实现振动试样方式处理，制备满足预设孔隙率的试样。6.根据权利要求1所述一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，其特征在于：所述步骤C中，所述接触模型包括线性接触模型，Hertz模型，平行粘接模型，抗滚动模型。7.根据权利要求1所述一种基于圆柱体伺服条件的假三轴剪切试验离散元数值模拟方法，其特征在于，所述步骤D包括如下：步骤D-0.沿圆柱体轴线方向，按预设段距针对圆柱体进行划分，获得各段子圆柱体，然后初始化循环次数n＝0，并进入步骤D-1；步骤D-1.针对所有各段子圆柱体，判断是否均满足整体试样轴压σ1不小于预设固结目...
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