基于宏观实验数据的混凝土材料细观本构模型参数反演

发布时间：2021-08-09 23:57

　　离散单元法是当今非连续介质力学数值方法中应用于岩石和混凝土结构的最广泛而且最有效地方法之一。通过宏观力学性能实验确定细观参数取值是限制离散单元法进一步应用的关键问题。为了模拟混凝土骨料颗粒间的咬合作用,本文提出了一种不改变模型孔隙率、不添加删除颗粒的随机CLUMP颗粒生成方法,并利用该方法建立了混凝土材料单轴压缩实验和劈裂抗拉实验三维颗粒流程序(Particle Flow Code in 3 dimension,PFC^3D)计算模型并对模型进行了PFC^3D模拟。经合理简化,选取了5个控制材料宏观响应的细观本构模型参数进行参数反演。使用不含交叉项的四次多项式构造响应面,建立了细观参数与宏观响应的映射关系。定义目标函数为宏观响应的多项式计算值与实验观测值的均方差最小,求解一个优化问题,得到细观参数的反演值。使用细观参数反演值进行PFC^3D模拟得到的结果与实验结果对比,宏观响应在各个载荷步上的相对误差均值最小为5.58%,这一结果证明了细观参数反演的有效性和使用CLUMP颗粒建模的合理性。采用反演得到的细观参数对南京长江隧道管... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 颗粒流方法简介
    1.1 颗粒流方法的基本理论
    1.2 PFC~(3D)中的基本元素
        1.2.1 颗粒(Ball)
        1.2.2 墙面(Wall)
        1.2.3 接触(Contact)
        1.2.4 块体(Clump)
        1.2.5 测量球(MeasurementSphere)
    1.3 PFC~(3D)的中的细观本构模型
        1.3.1 接触刚度模型
        1.3.2 滑移模型
        1.3.3 粘结模型
    1.4 PFC~(3D)中边界条件的施加
    1.5 本章小结
2 混凝土材料宏观力学性能实验的PFC~(3D)模拟
    2.1 实验概况
    2.2 细观参数的选取
    2.3 基于CLUMP颗粒的PFC~(3D)模型
    2.4 本章小结
3 混凝土材料细观本构模型参数反演
    3.1 参数反演基本原理
    3.2 细观参数对宏观力学性能的影响
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 细观参数反演结果
        3.3.2 不同M取值对细观参数的影响
        3.3.3 不同混凝土标号对细观参数的影响
    3.4 本章小结
4 混凝土管片接头力学性能PFC~(3D)模拟
    4.1 管片接头分析的理论基础
    4.2 管片接头模型建立
    4.3 模拟结果
    4.4 本章小结
结论
参考文献
附录A C60混凝土M=3时各细观参数组合对应的宏观响应
附录B C60混凝土M=3时各载荷步对应的响应面系数
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3333035