PFC

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与连续介质力学方法不同的是,PFC试图从微观结构角度研究介质的力学特性和行为。简单地说,介质的基本构成为颗粒(Particle),可以增加、也可以不增加“水泥”粘结,介质的宏观力学特性如本构决定于颗粒和粘结的几何与力学特性。形象地,这与国内80年代岩石力学界比较流行的实验室“地质力学”模型试验很相似,该试验中往往是用砂(颗粒)和石膏(粘结剂)混合、按照相似理论来模拟岩体的力学特性。
PFC中的颗粒为刚性体,但在力学关系上允许重叠,以模拟颗粒之间的接触力。颗粒之间的力学关系非常简单,即牛顿第二定律。颗粒之间的接触破坏可以为剪切和张开两种形式,当介质中颗粒间的接触关系(如断开)发生变化时,介质的宏观力学特性受到影响,随着发生的破坏的接触数量增多,介质宏观力学特性可以经历从峰前线性到峰后非线性的转化,即介质内颗粒接触状态的变化决定了介质的本构关系。因此,在PFC计算中不需要给材料定义宏观本构关系和对应的参数,这些传统的力学特性和参数通过程序自动获得,而定义它们的是颗粒和水泥的几何和力学参数,如颗粒级配、刚度、摩擦力、粘结介质强度等微观力学参数。