在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)

在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)的图1

在采用离散元模拟混凝土等构件时,需要定义细观黏结参数(pb_tenpb_coh ),一般情况下需要进行试验模拟以标定参数,例如常用的包括单轴压缩试验、单轴拉伸试验、三点弯曲试验、四点弯曲试验等。

其中,四点弯曲试验是测量材料弯曲性能的一种试验方法。将条状试样平放于弯曲试验夹具中,形成简支梁形式,试样上方有两个对称的加载点。

对于宽度为b,高度为h的矩形试样,四点弯曲抗弯强度公式:S=FL/bh2

在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)的图2本算例采用PFC3D模拟四点弯曲试验,首先建立试件,定义黏结参数,通过移动墙体进行加载,监测加载过程中墙体的受力,并给出粘结键断裂位置的分布。

建立的长方体试件如下图:

在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)的图3

试样中球颗粒的接触力链如下图所示:

在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)的图4

在模型的上下两侧生成墙体,固定下侧墙体的位置,对上侧墙体施加向下的速度模拟加载:

在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)的图5

加载后球单元之间的接触情况如下图所示,其中蓝色为粘结键,红色为断裂的粘结键分布:

在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)的图6

在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)的图7

断裂粘结键分布如下图,试件中部发生断裂

在PFC3D中模拟四点弯曲试验(简支梁)的图8

对于不同强度的岩石或混凝土可以修改粘结参数(pb_tenpb_coh等)、球单元的粒径级配等进行模拟以达到合理的预期效果。

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