组构研究的主要内容是研究颗粒材料空间排列以及颗粒间的相互作用关系。组构的要素组成包括颗粒之间的相互关系、颗粒本身的形状参数以及孔隙形态三个方面。其要素组成如图6-21 所示。

图6-21　组构要素组成示意图

配位数是指与某个颗粒相接触颗粒的个数；枝向量是指相互接触颗粒的几何中心之间的连线，包括枝的空间定向及枝长分布密度；颗粒间的接触力包括力的大小和方向；接触法向是指颗粒之间相互接触处的外法线的方向余弦。

最初，研究者研究微观力学特性是通过制造一些理想的光弹颗粒，加载分析颗粒之间接触力的方向和大小，通过光弹试验发现力的传递方向与外部加载方向一致，并且通过颗粒链进行传递。大量研究成果表明，颗粒间接触的特性决定了颗粒材料的力学行为。对于颗粒类的材料，在外界荷载作用下，试样所表现出来的宏观力学特性以及变形特性跟其内部的微观组构演变规律是密切相关的。为了分析颗粒在荷载作用下的冲击剪切变形规律，结合离散元研究沥青混合料内部颗粒在荷载作用下接触法向、法向接触力以及切向接触力等组构要素的演变规律，进一步揭示沥青混合料剪切变形的机理。

1.接触法向

前文已经分析，施加于颗粒体上的力通过颗粒间的接触相互传递，并且经过大量研究表明加载过程中颗粒间接触法向及其演变发展规律可以量化。(www.daowen.com)

接触法向采用接触法向量来表示，它是指垂直于接触点处切平面的单位向量 nc ，它可以采用平面极坐标柱状图的分布来进行表示，如图6-22所示。

图6-22　颗粒间接触法向、接触向量和接触力关系图

2.接触力

在外界荷载和自身重力作用下颗粒间相互接触并产生接触力，接触力有大小和方向，可以用向量的形式进行表示。因而根据图6-22 所示，作用于颗粒接触面θ 方向上的平均接触力可以分解成两个相互垂直的分量，一个为平均接触切向力分量；另一个为平均接触法向力分量。其中 tc = {- sinθ　， cosθ }， nc ={cosθ　， sinθ }，因而平均接触力分布如下：