基于JKR黏结模型的混凝土离散元参数标定

为获取装配式建筑用混凝土的仿真模型和接触力学参数,采用颗粒离散单元法,基于对此种混凝土的坍落度试验结果,实现对浇筑预制构件的新拌混凝土进行模拟与接触力学参数的标定。在对混凝土建模的过程中考虑到混凝土颗粒之间的黏结力,用JKR黏结模型对混凝土颗粒进行建模,以JKR表面能的大小表征混凝土间的黏度效果,以影响混凝土坍落时形态和坍落后物料堆积高度为结果变量,以预制构件用混凝土坍落度试验的真实测量值为目标建立三维离散元分析模型。选取砂浆-砂浆、砂浆-石灰石、石灰石-石灰石、砂浆-壁面、石灰石-壁面之间的静摩擦因数、滚动摩擦因数和JKR表面能的15个参数作为研究对象,采用控制变量法改变单一参数的大小,确定影响此种混凝土坍落度试验中混凝土形态的显著参数,并采用响应曲面法确定显著参数的最佳组合值。以本研究标定参数模拟的混凝土与实际预制构件混凝土之间的坍落度试验数据相对误差在允许范围内,该研究标定的混凝土离散元模型和接触力学参数对混凝土布料设备及预制构件研究具有重要意义。