MatDEM5.0滑坡滑带剪切和摩擦生热过程模拟|第十次培训案例

    MatDEM5.0版增加了周期性边界，实现了X、Y、Z任意方向组合的周期性边界。当单元运动至模拟区域边界时，其坐标会通过周期性映射在对应反向边界重新出现。这种边界处理方法可在不增加实际单元数量的前提下，有效模拟滑坡滑带剪切、颗粒流输运等大尺度连续行为。

    在第十次“离散元法与MatDEM技术培训”中，将分享Box_PeriodFrame案例。如以下动图所示，该案例模拟了滑坡滑带剪切和摩擦生热过程。此数值模型宽0.5m高0.3m，平均单元半径3mm，活动单元数14.3万，模型施加X和Y方向周期性边界条件。

图1 滑坡滑带剪切和摩擦生热过程模拟（颜色代表热量）

    该案例包括三个命令文件，分别实现颗粒堆积，切割模型和赋材料，以及数值模拟。图2中部为通过颗粒堆积得到的块体（截面），对其赋以常规的土体力学性质，外部（绿色单元）为周期性边界的单元。

图2 堆积单元的垂向应力和周期性边界（绿色）

图3 初始堆积体（截面）的力链分布

图4 剪切滑动开始时的力链

图5 剪切滑动开始时的力链

 

以下为较少单元的测试，模型施加X和Y方向周期性边界条件。以上图件和动画均由MatDEM自动生成。