PFC双轴试验说明以及命令流解释

本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了离散元模拟过程中的双轴试验模拟基本思路，包括成样、预压、加胶结、加围压和加载五个步骤。其中，预压的主要目的是调整颗粒内的内应力，模拟赋存条件，预压应力值的取值应根据模拟的土层或岩石深度来确定。加载后形成的微观裂隙、位移矢量图和力链图等结果可以帮助分析试样的力学性能。此外，文章还重点讲解了预压的应力值和伺服两个概念。

首先我想说明一点，离散元模拟过程应当尽量与实际相似。

这里先给出双轴试验模拟的基本思路：

1、成样——生成比较均匀的指定孔隙率的颗粒集 合体

2、预压——这里主要目的是为了调整颗粒内的内应力

3、加胶结——胶结集 合体在这里加胶结，非胶结材料跳过这一步

4、加围压——这里相当于到了实验室，给试样加上围压

5、加载——这里进行试样的加载

配图1：预压的应力变化，这里应力是从1e9开始变化，可以想象如果不进行预压，胶结加上去，整个试样就坏了，除非整个试样特别松散，但是松散的试样模拟岩石效果不太好

配图2：加胶结后，注意试样是有胶结，而试样和墙是线性接触的

配图3：加载后形成的微观裂隙

配图4：加载后形成的位移矢量图

配图5：加载后形成的力链图

配图6：加载应力应变（这里因为应变率比较大，结果在数量上失真）

配图7：裂纹数目（这里因为抗拉强度低了，所以大部分都是拉破坏）

重点讲解1：预压的应力值

    很多人不太明白这个预压的取值。其实很简单，预压模拟的是赋存条件，假设重度是20，那如果模拟浅层土的话，预压设置20KPa就足够了。如果模拟的是深部岩石，比如1000m左右，则需要加20MPa的预压应力。

重点讲解2：伺服

    这里简单描述一下就是，你可以当做你的手给试样加一个固定的压力，你的手需要具有两个功能，一个是读取手上的应力值，第二个是根据当前应力值决定是手再压一压还是松一松

重点讲解3：加载

    试样粒径应与实际一致，这样带来一个问题，当颗粒粒径非常小的时候，时步会非常小，所以需要将密度放大来增大时步。这时候又要选择合理的加载速率，达到一个比较合理的数值。

1、成样

这里注意两点，成样为了加快速度，需要消能，什么意思呢？就是把模型中的动能消耗掉，这里有两个，一个是摩擦系数——0.5，一个是全局阻尼——0.7，摩擦系数好理解，颗粒间摩擦耗能，全局阻尼就是把所有颗粒扔进水里面，速度越大，耗能也就越大。

这里的成样就是用distribute成样，后面我会单独开个帖子讲讲分层成样法。

因为distribute成样颗粒重叠比较大，所以一开始的颗粒动能会很大，这里用calm 50来实现每50步将颗粒速度清零，也是为了耗能。

2、预压——伺服