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申请/专利权人：清华大学

摘要：本公开提供的堆石混凝土细观三相有限元模型、建立方法和装置，包括：在给定空间内将堆石进行重力堆积及膨胀后形成堆石体，然后对所述堆石体进行网格划分得到堆石单元；在给定空间内除去堆石体的区域内生成自密实混凝土进行网格划分后得到自密实混凝土单元；通过节点增生的方式在相接触的两堆石的交界面处生成可相对滑动的接触面；通过节点增生的方式在相接触的堆石单元与自密实混凝土单元间生成由无厚度六节点界面单元模拟的界面过渡区单元。本公开克服了堆石混凝土细观模型无法模拟出界面错动以及界面过渡区过厚的建模技术难题，使得模型与堆石混凝土实际几何特征更为接近。

主权项：1.一种堆石混凝土细观三相有限元模型的建立方法，其特征在于，包括：在给定空间内生成若干堆石并对其进行重力堆积，此时相邻的堆石之间为点接触；将所有所述堆石沿各自径向膨胀，使相邻的所述堆石之间产生局部嵌入形成堆石体，此时所述堆石间形成接触平面；在所述给定空间内除去所述堆石体的区域内生成自密实混凝土；分别对所述给定空间内的所有所述堆石和所述自密实混凝土进行网格划分，形成堆石单元和自密实混凝土单元；对任意相接触的两堆石，将其交界面处的所有共用节点构成第一接触面，复制所述第一接触面形成第二接触面，将所述第二接触面插入所述第一接触面与其中的一个所述堆石间，由所述第一接触面和所述第二接触面构成该任意相接触两堆石的接触面；遍历所有相接触的两堆石，分别形成所述接触面；对于任意相接触的堆石单元和自密实混凝土单元，将其交界面处的共用节点构成第一网格，复制所述第一网格形成第二网格，将所述第二网格插入所述第一网格与所述堆石单元或所述自密实混凝土单元之间，由所述第一网格和所述第二网格构成该任意相接触堆石单元和自密实混凝土单元间的界面过渡区单元；遍历所有相接触的自密实混凝土单元与堆石单元，分别形成所述界面过渡区单元；最终得到所述堆石混凝土细观三相有限元模型；设堆石A与堆石B为相互接触的堆石，所述接触面按照以下步骤形成：设所述堆石A中的堆石单元estk与所述堆石B中的堆石单元fstk具有共用节点s、t、k，所述堆石单元estk与所述堆石单元fstk的交界面为stk；复制节点s、t、k，生成新的节点u、v、w，其中，节点u、v、w分别与节点s、t、k的坐标相同；将节点u、v、w替换堆石B中堆石单元fstk的节点s、t、k，生成新的堆石单元fuvw；按照以上步骤遍历堆石A与堆石B中相互接触的堆石单元，将所述堆石A与所述堆石B的交界面处的所有共用节点构成第一接触面，将在所述堆石A与所述堆石B间新生成的所有节点构成第二接触面，由第一接触面和第二接触面构成所述堆石A和所述堆石B间的所述接触面；所述界面过渡区单元按照以下步骤形成：设所述堆石单元estk与自密实混凝土单元estp具有共用节点e、s、t，所述堆石单元estk与所述自密实混凝土单元estp的交界面为est；复制节点e、s、t，生成新的节点l、m、q，其中节点l、m、q分别与节点e、s、t的坐标相同；将节点l、m、q替换自密实混凝土单元estp的节点e、s、t，生成新的自密实混凝土单元lmqp；将节点e、s、t、l、m、q构成的无厚度六节点界面单元作为所述界面过渡区单元。

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