如果生成的模型是根据原始的样本分类,需要数以百万计的球形粒子。为了避免产生更多的粒子在生成三轴试验的数值模型,导致较长的计算时间,样品的原始层次不能直接使用。宁(gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba]在粘性土的三轴粒子流动试验发现,颗粒大小的影响土壤的宏观强度特征远小于颗粒之间的摩擦系数和键的强度,当gydF4y2Ba DgydF4y2Ba /gydF4y2Ba RgydF4y2Ba ≥gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba ,对土壤的强度参数的影响几乎可以忽略不计(gydF4y2Ba DgydF4y2Ba 是模型直径;gydF4y2Ba RgydF4y2Ba 是最大的粒子大小)。结合实验室三轴试验样本的大小和分布的粒子尾矿本身的层次,三轴的大小颗粒流模型是一样的实验室测试规模,和粒子大小是0.85毫米和1.41毫米之间均匀分布。gydF4y2Ba

颗粒流模拟试验的沙质土壤,大多数研究者的联系方法选择nonbonded联系(gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba]。考虑到尾矿材料本身具有成键特征,它是更合理的选择线性接触模型债券。线性接触债券模型通常是由线性群、阻尼集团和焊接组。范围内的目标差距,可以生成颗粒之间的结合力,但无法拒绝。之间的粒子,就不可能有共存键与滑动之间。假设有两个弹簧在粒子之间的债券提供一个恒定正常,切向刚度和特定的抗拉和抗剪强度(gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba]。如果正常的张力大于抗拉强度,债券将打破,和正常和切向键将会消失;如果切向剪切力大于切向粘结强度,债券就会失败,但接触受到正常压力和切向剪切力。力的接触不会改变如果小于正常压力和粒子摩擦系数的乘积。图gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba显示了一个线性接触债券模型。gydF4y2Ba

根据确定模型大小和粒度,线性关系之间的联系是球形粒子,汽缸命令是用来产生粒子的发现了圆筒形侧壁流三轴试验模型。减少计算时间的墙,飞机命令用于创建一个平面刚性墙顶部和底部的标本。为了确保生成的模型的一致性,墙的摩擦系数为0 (gydF4y2Ba 24gydF4y2Ba]。在实验室测试中,提供的灵活的克制是橡胶外套侧壁的样本,因此设置墙上发现了圆筒形侧壁的灵活的墙。由于横向变形力下的样本在加载阶段,每个的平面刚性墙的长度设置为两次模型,以防止一些颗粒的直径超过了墙。PFC颗粒流数值模拟图所示gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

在PFC仿真过程中,围压是由顶部和底部平面柔性与刚性墙和揭示圆筒形侧壁在装货前初始固结阶段;提供的围压只灵活的发现了圆筒形侧壁在加载阶段。围压和轴向压力调整通过控制圆柱墙灵活的移动速度和飞机刚性墙,分别。力的大小是通过公式(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba)。设置目标应变值达到目标应变值作为加载停止条件,顶部和底部刚性飞机缓慢同时加载示例(gydF4y2Ba 25gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba (1)gydF4y2Ba ∆gydF4y2Ba FgydF4y2Ba WgydF4y2Ba =gydF4y2Ba KgydF4y2Ba ngydF4y2Ba wgydF4y2Ba NgydF4y2Ba cgydF4y2Ba ugydF4y2Ba wgydF4y2Ba ∆gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba ∆gydF4y2Ba FgydF4y2Ba WgydF4y2Ba 围或轴向压力。gydF4y2Ba KgydF4y2Ba ngydF4y2Ba wgydF4y2Ba 平均正常的颗粒接触刚度墙上。gydF4y2Ba ugydF4y2Ba wgydF4y2Ba 是墙上的速度。gydF4y2Ba NgydF4y2Ba cgydF4y2Ba 是粒子的数量与墙上。gydF4y2Ba ∆gydF4y2Ba tgydF4y2Ba 是时间步。gydF4y2Ba

mesomechanical参数的校准在PFC模拟一直是一个重要的问题,因为没有具体的细观参数和宏观参数之间的关系。基于介观参数的校准在最近的研究中,不断调整的参数通过反复试验,直到应力-应变曲线,弹性模量、峰值强度、和实验室测试结果大约是相同的(gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba]。详细的仿真参数如表所示gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

从数据gydF4y2Ba 6(一)gydF4y2Ba来gydF4y2Ba 6 (c)gydF4y2Ba,应力-应变曲线、峰值强度和弹性模量的数值模拟的干密度尾矿样品和实验室测试在不同围压下基本上是一致的。随着干密度的增加,峰值强度和样品相同围压显著增加。随着围压的增加,仿真曲线在每个干密度表明,应变软化的应变软化程度被抑制,最后发生应变硬化。可以解释说,随着围压的增加,粒子的滑动,在模拟限制提高承载能力,和示例应变硬化现象发生宏观上。与此同时,随着围压的增加,相对应的轴向应变仿真曲线的峰值应力也倾向于增加。仿真曲线,每个干密度的峰值应力尾矿增加随着围压的增加,显示近线性关系一致的结论峰值强度与围压表现出线性关系(gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba]。图gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba显示峰值强度与围压之间的关系。当围压是100 kPa和200 kPa, PFC仿真和实验室试验的应力-应变曲线的相关性;但是,当围压是300 kPa,曲线匹配不佳。这主要是由于更大的粒子在尾矿样本压缩的时候更有可能被压扁在高围压下,但PFC数值模拟模型假定球粒子是刚性的,所以实验室检测之间的匹配程度和PFC数值结果在高围压差。从图可以看出gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba仿真曲线的初始弹性模量略小于实验室测试由于大碎粒子在现实样本,但数值模拟的粒子不能被压碎。在数值实验中,不同干密度是通过控制孔隙度的变化而保持其它仿真参数不变。峰值强度降低46.7 kPa时孔隙度增加从0.32到0.45在100 kPa的围压;峰值强度降低317.7 213.3 kPa和孔隙度增加从0.32到0.45 kPa时200 kPa和300 kPa的围压。数值试验显示应变硬化的应力-应变曲线在偏应力达到峰值之前,和体积变化表现出剪切收缩特征。数值试验的应力-应变曲线在偏应力达到峰值之前显示应变硬化,和体积变化成为了收缩特性。在到达峰值应力后,体积变化显示剪切扩张的趋势,这与实验室测试结果在图是相一致的gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba。从细观的角度来看,逐渐随着加载的进行,样本的毛孔不断压缩,粒子间距减少,接触点数量的增加,和身体的收缩特征出现在宏观上达到峰值应力;偏应力达到峰值应力后,粒子之间的咬力达到峰值最大限制和约束作用的粒子之间的峰值应力;因此,作为进一步加载破坏之间的咬粒子,粒子开始滑动和旋转,径向扩张的倾向。粒子之间的相互制约和偏应力减少,和样品的体积开始扩张,和宏观性能的膨胀特性。gydF4y2Ba

尾矿样品的体积应变变化的数量单位体积的样品。基于初始体积,体积压缩作为积极的体积应变,体积膨胀作为负体积应变和点轴向应变和体积应变曲线的斜率是0的被定义为剪切的临界点扩张的趋势。轴向应变和体积应变之间的关系在PFC数值模拟图所示gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

PFC模拟,没有膨胀现象对样本的围压100 kPa和干密度为1.61克/厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba,这并不符合轻微膨胀现象在图的结果gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba。这是颗粒流模拟刚体假设粒子,粒子在实验室测试可以压碎和变形。碎和变形粒子重组并替换成大毛孔的样本,导致毛孔粗大的数量减少,破碎和变形的程度大于高围压下。不同于实验室检测,样品体积的变化的主导因素之间的重排是PFC数值模拟颗粒由于颗粒之间的滑动和挤压。它可以清楚地看到数据gydF4y2Ba 8(一个)gydF4y2Ba来gydF4y2Ba 8 (c)gydF4y2Ba之间的关系有很大的区别在不同围压的strain-axial体积应变曲线模拟在相同干密度。样品100 kPa的围压较低的干密度有膨胀的趋势更加明显,但没有发生膨胀比最初的样本体积;随着围压的增加,扩张趋势的临界点对应的轴向应变变大;没有明显的轴向应变达到15%时剪切扩张的趋势在300 kPa的围压。这是因为,在小样本与干密度较低围压,侧向约束力量很小,当加载在某种程度上,示例扩展径向由于粒子之间的滑动和旋转。当围压较大,较大的侧向约束力使压缩更大程度由于更大的样本本身的孔隙度,显示相对应的轴向应变剪切膨胀临界点的趋势增加。与低干密度试样相比,更大的干密度有一定的促进作用在样品的膨胀趋势在同一围压。这可以解释为,当密度较高,孔隙度低,粒子之间的差距更小。负载的增加到一定程度后,粒子样本幻灯片和重新安排的共同作用下,轴向压力和围压,导致粒子紧密排列状态相对宽松的程度,这是更容易更明显的径向扩张;干密度很小的粒子是松散的安排,和粒子挤压,幻灯片,和旋转载荷下相互填充一些大毛孔; the sample had a higher degree of compression, and the macroscopically showed that the dilatancy characteristic was suppressed. High confining pressure and low density exhibited inhibitory effect on the dilatancy characteristics of the sample. The volume strain shows a negative value, which shows the phenomenon of shear dilatation macroscopically with the confining pressure of 100 kPa at dry density of 1.66 g/cm^3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

配位数是一个极为重要的指数在颗粒流模拟,用于评估的程度之间的良好接触粒子和粒子系统的紧凑性。摘要配位数的加载过程监控通过设置一个测量球的半径17毫米中心的模型,如图gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba。协调数量gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 通过公式(gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba),配位数的变化不同干密度模型的加载过程如图gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba(配位数、粒子速度矢量和颗粒之间的接触力的围压都获得100 kPa)。gydF4y2Ba (2)gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba NgydF4y2Ba cgydF4y2Ba NgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 配位数。gydF4y2Ba NgydF4y2Ba cgydF4y2Ba 是实际数量的联系人。gydF4y2Ba NgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 总粒子数。gydF4y2Ba

当围压是100 kPa,配位数的变化不同干密度模型在加载显示每个干密度的初始配位数模型大,表明粒子在每个模型之间的良好接触。加载过程持续,协调不同干密度模型的数字显示的趋势先增加然后减少,在整个加载过程中,协调模型的数量与更高的干密度较大的比干密度较低。当干密度为1.66克/厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba的配位数模型大大减少加载的后期,这可能是由于样品与干密度高、低围压更容易膨胀。模型的径向膨胀颗粒之间的接触,数量的减少和协调数量明显减少。gydF4y2Ba

当围压是100 kPa,速度矢量图对应于不同的轴向压力加载过程如图gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba。通过观察粒子速度矢量场对应的每个轴向应变模型在不同密度下,发现轴向应变为5%时,模型中的粒子速度的方向与不同干密度更有序。由于上下加载的加载模式板块缓慢移动模型中同时采用,当轴向应变很小,模型的粒子在上方显示一个向下运动的趋势作为一个整体,而较低的粒子模型显示一个向上运动趋势的一部分。因此,粒子运动方向更有序。随着轴向应变的增加,粒子的运动趋势变得无序。当轴向应变为10%或15%,侧墙附近的粒子模型的不同干密度径向向外水平运动的趋势,这表明该模型表明膨胀的趋势,这是符合图中的现象gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba。较低的干密度模型,当轴向应变是相同的,干密度高的粒子速度场模型有更高程度的障碍和粒子的径向水平运动侧壁附近更明显。证明了从微观的角度来看,高干密度有一定的促进影响样品的膨胀。节中相应结论gydF4y2Ba 5.2gydF4y2Ba示例显示肥大100 kPa围压和1.66克/厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba干密度。gydF4y2Ba

当围压是100 kPa,颗粒之间的接触力对应不同的轴向压力加载过程如图gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba。厚的黑线,接触力越大。通过观察每个对应的接触力模型在不同干密度下的轴向应变,发现颗粒之间的接触力的大小是更小、更均匀的在整合阶段时,轴向应变是0。随着加载过程的延续,均化颗粒之间的接触力的大小与不同干密度模型呈现先降低,然后增加的趋势。当轴向应变大,颗粒之间的接触力的大小也朝着均质化发展。随着轴向应变的增加,颗粒之间的接触力和上下加载板块大幅增加,和接触力的核心区域连接上下加载板中间的模型也明显增加。当轴向应变为10%或15%,模型的核心地区熊的大部分轴向压力。当干密度为1.66克/厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba和轴向应变为15%,颗粒接触力在一定范围内侧壁附近的模型显著降低,这也可能是由于膨胀的现象在低围压下的高密度模式。gydF4y2Ba