砂雨模型制备PFC3D的数值模拟

来源：水利水运工程学报杂志 2021年第4期北京时间：

作者：王浩然,王永志,王海,汤兆光,王体强

摘要：伴随土工离心试验的应用拓展与量化需求的提升，试验模型孔隙率、均匀性的精确控制与影响因素，成为目前土工离心试验技术发展的重要课题。砂雨法作为土工离心试验常用制模方法，因其制备过程与天然粗粒土地基形成过程相似、颗粒不易破碎、制样密实度范围较宽等特点被广泛应用。为认识砂雨法制备模型孔隙率的控制因素与影响规律，基于PFC3D离散元分析软件，建立了砂雨法成型过程数值模拟方法，通过探讨落距、筛孔粒径比、环境介质等因素影响规律及与已有认识进行对比，论证了数值模拟分析方法的可行性。结果表明：制备模型孔隙率与落距呈负相关性，孔隙率随落距增大而减小且趋势逐渐变缓；孔隙率与筛孔粒径比呈正相关性，孔隙率随筛孔粒径比增大而增大；孔隙率与环境介质密度呈负相关性且影响显著，模型表面水层对孔隙率起主导控制作用。

关键词：砂雨法, 孔隙率, 控制因素, 离散元, 环境介质, PFC3D