堆石料细观本构模型参数基于宏实验数据反演的离散元法研究

本文主要探讨了在离散元方法广泛应用中一个关键挑战——精确估计堆石料（一种由碎石、砾石或卵石组成的松散堆积物）的细观本构模型参数。作者提出了一种基于响应面法的堆石料细观本构模型参数反演方法，旨在解决这一难题。 响应面法被用来建立一个桥梁，将宏观实验数据与细观模型参数关联起来，通过非线性映射实现岩石试样在不同条件下（如围压）下的变形行为与模型参数之间的高精度对应。这种方法将模型参数反演问题转化为一个优化问题，通过对堆石料试样的宏观实验数据进行分析，反演求解出包括法向接触刚度、切向接触刚度以及摩擦系数在内的模型参数。 研究结果显示，随着围压的增加，堆石料的细观本构模型参数表现出一定的增长趋势，特别是法向接触刚度和切向接触刚度之间基本保持相近值。反演得到的偏应力-轴向应变曲线与实际试验数据吻合良好，这验证了该方法的有效性和实用性。 关键词：参数反演、颗粒流、离散元法、响应面方法、优化算法、堆石料、本构模型。这些关键词突出了研究的核心内容和应用领域，表明该研究不仅关注理论建模，更注重实证验证和应用效果。 本文的工作对于提升离散元法在堆石料力学性能模拟中的精度具有重要意义，为工程实践中的材料参数选择和模型优化提供了科学依据。同时，其采用的响应面法和优化算法也为其他复杂材料的本构模型参数反演提供了一种创新思路和技术手段。