[發明專利]一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法

有效

• 申請號: 202110264425.3
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112991538B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 鄧小斌;郭欽鵬;楊仕教;劉迎九;鄭建禮;王昱琛;翟俊杰
• 申請（專利權）人: 廣東錫源爆破科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 王華強

本發明公開了一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法，包括如下步驟：S1、分別隨機生成10個球體半徑，并隨機賦予15條邊，即球心位于邊的端點，注意在相接邊端點的球相同；S2、對15條邊分別按照各自箭頭的方向進行處理，使之除去端點球半徑之后的剩余部分被球體填充，即球心位于邊上；S3、根據Weibull分布的堆形幾何模型分別提取相關邊組成7個面，使之形成封閉鏈；本發明通過生成爆堆表面的巖塊，再把整個爆堆表面作為封閉的初始面，以此為基礎對整個爆堆內部進行填充，且在生成爆堆表面的巖塊時，堆形幾何模型需按照點、邊、面、體的順序進行模擬，從而將爆堆堆形為Weibull分布的爆堆體三維可視化。

技術領域

本發明屬于爆破效果評價技術領域，具體涉及一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法。

背景技術

露天臺階爆破在礦山、水利、公路等工程中用途極為廣泛,隨著各種土石方工程難度的增大和爆破成本的增加,爆堆形態預測越來越成為爆破工作者所關心的問題，爆堆形態是衡量爆破效果的重要指標之一,它不僅反映了爆破參數、裝藥結構的合理性,而且直接影響鏟裝、運輸效率和經濟效益；爆堆體研究的技術包括爆堆形狀研究、堆形關鍵參數獲取方法和爆堆體三維模擬技術研究；爆堆形狀研究是采集到爆堆整體圖像，對圖像劃分剖面，分析剖面的表面曲線，采用數學模型來對爆堆剖面進行二維模擬。其中，研究最多的表面數學模型為Weibull分布模型；堆形關鍵參數獲取方法主要研究對采集到爆堆圖像，根據爆堆形狀研究和爆堆體三維模擬技術的要求，研究堆形關鍵參數勘測、統計和數據處理方法；爆堆體三維模擬技術主要采用國外開發的大型商業軟件通過力學分析對爆堆形狀進行三維或二維模擬。

但是，在現有技術中，應用上述技術實現“基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬”，存在以下方面的問題：(1)為實現爆堆體三維模擬，需建立Weibull分布的堆形的幾何模型關鍵參數獲取方法，而目前還沒有這方面的成果；(2)目前爆堆體三維模擬均采用離散元商業軟件及其相關技術，均受國外專利保護，國內無自主知識產權。

為此，我們提出一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法來解決現有技術中存在的問題，使其可將爆堆堆形為Weibull分布的爆堆體三維可視化，可借助堆體三維模型優化爆破參數，提高鏟裝效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法，通過可將爆堆堆形為Weibull分布的爆堆體三維可視化，并借助堆體三維模型優化爆破參數，提高鏟裝效率，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法，包括如下步驟：

S1、分別隨機生成10個球體半徑，并隨機賦予15條邊，即球心位于邊的端點，注意在相接邊端點的球相同；

S2、對15條邊分別按照各自箭頭的方向進行處理，使之除去端點球半徑之后的剩余部分被球體填充，即球心位于邊上；

S3、根據Weibull分布的堆形幾何模型分別提取相關邊組成7個面，并使每個面均形成封閉鏈，統計7個面上的球體直徑分布，并把面1作為當前面；

S4、隨機尋找當前面中的一點作為終點，并對當前面上的球體直徑進行統計形成已有球體尺寸數據；

S5、計算構成初始封閉鏈的球體中距終點最遠的球作為球1，并尋找兩個相鄰球體，把兩個相鄰球體中距終點最遠的球作為球2；

S6、依據塊度分布曲線和已有球體尺寸數據生成新的球體的直徑；

S7、根據球1和球2和已有的新球體的半徑計算新球體的位置；