集料颗粒

集料混合物的生成

颗粒是否重叠和是否投放于给定空间内两个判断十分重要，它们不
但影响PFC内集料颗粒质量的计算，还会引起集料在接下来的模拟过程
中由于重叠导致“逃逸”出试件的问题。投放完成

某一档集料是否投放完毕是以已投放的该档集料质量是否达到设定
的质量为判据的，因此涉及集料颗粒质量的计算

重构与沥青混合料离散元试件的生成问题，但是若要建立沥青混合
料的离散元模型，还需要考虑沥青砂浆的作用。如果要在上述集料混合
物的间隙内填充粒径很小的离散单元作为砂浆，形成沥青混合料离散元
模型，则以下几个问题需要解决。

①由于集料颗粒是由大小各异的离散单元组成，若在周围填充以更
小的单元，相邻单元的尺寸差异过大，必然导致离散元分析时的计算时
步很小，计算效率低下。

②集料形状的构成特性，还会导致沥青砂浆单元规则填入后，或者
与集料单元之间存在间隙，或者与集料单元重叠。前者会使得建立的混
合料离散元模型与实际情况不符，后者会在模型内引起较大的不均匀内
力。此外，集料由大小各异单元所构成，还会给集料单元微观力学参数
的确定带来困难。

为了解决上述问题，考虑规则排列的单元力学参数计算较为方便，
本文设计了一种沥青混合料离散元模型的建立方法，其主要步骤是：

①在混合料试件尺寸内随机投放具有
级配特征的集料，此时的集料形状仍然采用大小各异的球形单元构成；

②在试件尺寸内生成规则排列的、直径较小的球单元，并使球单元
布满整个试件尺寸空间；

③逐一判断新生成的单元与原有集料单元的位置，若新单元与原有
集料单元重叠，则该新单元看作新的集料单元，否则视为沥青砂浆单元
；

④删除在步骤(1)中生成的原有集料单元。

在上述混合料离散元模型建立过程中，没有考虑空隙的存在。根据
离散元建模的特点，目前有两种方法可以对空隙加以考虑

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