水利与建筑工程学报2024,Vol.22Issue(5) :60-66.DOI:10.3969/j.issn.1672-1144.2024.05.009

基于PFC3D模拟的混凝土直剪试验细观参数对宏观特性影响研究

Influence of Mesoscopic Parameters on Macroscopic Characteristics in Concrete Direct Shear Test Based on PFC3D Simulation

谢晓龙 郭鸿 蒋红 杨凯龙 杜甜甜 王雅 程月新 罗滔
水利与建筑工程学报2024,Vol.22Issue(5) :60-66.DOI:10.3969/j.issn.1672-1144.2024.05.009

基于PFC3D模拟的混凝土直剪试验细观参数对宏观特性影响研究

Influence of Mesoscopic Parameters on Macroscopic Characteristics in Concrete Direct Shear Test Based on PFC3D Simulation

谢晓龙 1郭鸿 2蒋红 2杨凯龙 1杜甜甜 1王雅 1程月新 1罗滔3
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作者信息

  • 1. 陕西理工大学 土木工程与建筑学院,陕西 汉中723001;陕西理工大学 人居环境科研学社,陕西 汉中723001
  • 2. 陕西理工大学 土木工程与建筑学院,陕西 汉中723001;陕西理工大学秦巴山地岩土环境与灾害防治研究中心,陕西 汉中723001
  • 3. 西北农林科技大学 水利与建筑工程学院,陕西 杨凌712100;西京学院 陕西省混凝土结构安全与耐久性重点实验室,陕西 西安710123
  • 折叠

摘要

为了研究平行黏结模型中细观参数对宏观特性的影响,采用颗粒流离散元软件PFC3D模拟混凝土直剪试验,通过控制变量法,分析颗粒摩擦系数、平行黏结接触有效模量、平行黏结接触内摩擦角、平行黏结接触抗拉强度、平行黏结接触黏聚力以及法向应力对混凝土直剪试验结果的影响.研究结果表明:摩擦系数仅略微影响剪切应力-水平剪切位移曲线,即在剪切应力峰值之后,随着摩擦系数的增加,曲线下降的幅度减小;平行黏结接触有效模量主要影响着剪切应力-水平剪切位移曲线的斜率(剪切刚度),随着有效模量的增加,斜率呈线性增长;平行黏结接触内摩擦角、平行黏结接触抗拉强度和平行黏结接触黏聚力主要影响着剪切应力-水平剪切位移曲线的峰值(抗剪强度).

Abstract

To investigate the influence of microscopic parameters on macroscopic properties in parallel bonding models,the particle flow discrete element software PFC3D was used to simulate the direct shear test of concrete,and the influ-ence of mesoscopic parameters in the parallel bond model on the macroscopic characteristics was studied.Through the control variable method,the effects of particle friction coefficient,effective modulus of parallel bond contact,friction angle of parallel bond contact,tensile strength of parallel bond contact,cohesion of parallel bond contact and normal stress on the direct shear test results of concrete were analyzed.The results show that the friction coefficient only slight-ly affects the shear stress-horizontal shear displacement curve,that is,after the peak shear stress,the decrease of the curve decreases with the increase of the friction coefficient.The effective modulus of parallel bond contact mainly af-fects the slope of shear stress-horizontal shear displacement curve (shear stiffness).With the increase of effective mod-ulus,the slope increases and is linear.The parallel bond contact friction angle,the parallel bond contact tensile strength and the parallel bond contact cohesion mainly affect the peak value of the shear stress-horizontal shear dis-placement curve (shear strength).

关键词

混凝土/离散元模拟/细观参数/直剪试验

Key words

concrete/discrete element simulation/mesoscopic parameters/direct shear test

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基金项目

陕西省重点研发计划项目(2023-YBSF-324)

陕西省教育厅服务地方专项计划项目(23JC019)

陕西理工大学科研能力提升专项项目(SLGNL202415)

出版年

2024
水利与建筑工程学报
西北农林科技大学

水利与建筑工程学报

影响因子:0.383
ISSN:1672-1144
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