伺服机制在MatDEM中的实现

  在MatDEM中荷载的施加一般通过压力板进行，而压力板是由clump组成，通过给加载板中球单元赋体力实现荷载的施加。MatDEM中clump的形成是通过忽略初始重叠量来实现，但组成clump的球单元之间会由于受力而发生相对移动，这导致clump组成的加载板极易产生形变。这与实际试验所用的刚性加载板不符。所以通过伺服控制的墙体进行加载是更合理的。下面就对伺服机制在MatDEM中的实现进行简要介绍，希望对读者有所启发和帮助。

 伺服机制的原理就是通过不断移动墙体来调整墙上实际应力（具体细节详见远方大神B站视频三轴试验的伺服控制及原理实现，这里不过多赘述）。在一个时间步内，通过式1求解出此时的G值，式1中的Nc可以通过单元邻居矩阵d.mo.nBall和单元压缩矩阵d.mo.cFilter（干砂）求得；由式2求得此时的加载板速度，进而得到这一时间步里加载板的位移值，用d.moveGroup命令移动加载板，然后下一个时间步循环以上步骤，直到得到预设值。下面通过我上一篇文章中的活动门试验进行实例操作。

(1)

(2)

  静载的施加，这里我直接简单粗暴，将顶墙作为加载板，预设值为20kPa。图1为整个加载过程中加载板上的应力值随时间步的变化情况。由图1可以看出随着墙体的不断移动实际值越来越接近目标值。图2为施加20kPa静载的力链图。

图1

图2

  动载的施加，这个相对复杂一点，这里提供一个方法，将荷载曲线分成若干份，在每个时间段里达到指定值，这里我施加一个频率为2Hz，荷载峰值为20kPa符合三角函数的加载曲线，加载时间0.5s，同上得到加载板上的应力变化曲线，如图3所示。可以看出该法得到的结果还是比较理想的，并且随着时间步的减小实际值越接近目标值。图4和图5分别为峰值和谷值时的力链图。图6为加载前和一个加载循环后的竖向应力图，可以看出活动门上成拱区的竖向应力增大，桩上的竖向应力减少，说明动载下土拱效应被削弱。

图3

图4

图5

图6