申请/专利权人：西南交通大学;中国国家铁路集团有限公司

申请日：2022-11-28

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN116129035B

主分类号：G06T17/00

分类号：G06T17/00;G06F30/10;G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.08.29#专利申请权的转移;2023.06.02#实质审查的生效;2023.05.16#公开

摘要：本发明公开了一种考虑岩块空间分布的碎裂岩体三维离散元模型构建方法，属于岩体材料制备技术领域，以解决现有技术中无法有效降低由于不同岩块空间分布形态所造成的误差，同时有效降低三维建模的工作量与后期数值模拟运算量的问题，考虑岩块空间分布的碎裂岩体三维离散元模型构建方法包括：S1：获取岩块轮廓；S2：根据岩块轮廓和随机岩块轮廓，重构岩块模型；S3：根据岩块模型，构建初始三维离散元模型；S4：确定碎裂岩体三维颗粒流分析所需要的参数；S5：根据初始三维离散元模型和参数，得到碎裂岩体三维离散元模型。本发明能够有效降低由于不同岩块空间分布形态所造成的误差，同时有效降低三维建模的工作量与后期数值模拟运算量。

主权项：1.一种考虑岩块空间分布的碎裂岩体三维离散元模型构建方法，其特征在于，所述考虑岩块空间分布的碎裂岩体三维离散元模型构建方法包括：S1：利用数字图像处理技术获取岩块轮廓；S2：根据所述岩块轮廓和随机岩块轮廓，利用球面调和函数方法，重构三维颗粒流碎裂岩体的岩块模型；S3：根据所述三维颗粒流碎裂岩体的岩块模型，构建初始三维离散元模型；S4：根据试错法确定碎裂岩体三维颗粒流分析所需要的参数；S5：根据所述初始三维离散元模型和所述参数，得到考虑岩块空间分布的碎裂岩体三维离散元模型；所述步骤S2包括：S21：根据现场块石的复杂程度，确定三维颗粒流碎裂岩体的岩块所需要的SH阶数；S22：根据所述SH的计算公式和所述SH阶数，得到适用于所述三维颗粒流碎裂岩体的岩块的SH多项式；S23：根据所述SH多项式，依据最佳一致逼近理论，重构初始岩块模型；S24：判断所述初始岩块模型是否满足要求，若未满足，则返回步骤S21；否则，依据现场岩块分布规律，随机补充一定量的岩块形状用于三维建模，以得到所述三维颗粒流碎裂岩体的岩块模型；所述步骤S21中，有限项SH多项式之和等于有限项球面调和多项式之和，所述SH多项式为： 其中，为m阶l次球面调和函数，为球坐标系中的仰角，为球坐标系中的方位角，表示归一化后的系数且，表示带宽为l的连带勒让德多项式且，m表示m阶，i为单位虚数；所述步骤S24中，所述初始岩块模型满足要求的条件包括：①碎裂岩块的球度Sp和棱角度AIr近似满足正态分布；②当球度Sp处于[0.2，1.0]且棱角度AIr处于[0.3，1.0]时；③若存在施工现场试验数据，应与实际情况的数值接近；所述球度的计算公式为： 所述棱角度的计算公式为： 其中，是岩块的球度，是岩块的棱角度，V是重构岩块的体积，m1表示构成岩块表面的节点总数，是重构的岩块模型关于点的极径，而则是重构的岩块模型的等效椭球体的关于点的极径。

全文数据：

权利要求：

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