[發(fā)明專利]一種用于藏式毛石墻體的離散元二維數(shù)值模擬建模方法

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• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114528711A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪源;余文;王艷;劉承權(quán);李靜;解銀偉;何麗新;王超;康卓平
• 申請（專利權(quán)）人: 十九冶成都建設(shè)有限公司;中國十九冶集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)砌體工程領(lǐng)域，其公開了一種用于藏式毛石墻體的離散元二維數(shù)值模擬建模方法，解決傳統(tǒng)建模方案無法反應(yīng)相應(yīng)墻體的真實塊體形狀和分布情況的問題。該方法包括以下步驟：S1、采集墻體二維圖像；S2、利用工程軟件對二維圖像進(jìn)行墻體邊界輪廓和石材輪廓描繪，生成離散的輪廓塊體；S3、對各個輪廓塊體進(jìn)行單獨的文件輸出，并采用格式轉(zhuǎn)換軟件將每一個單獨的文件轉(zhuǎn)換成離散元數(shù)值模擬軟件可識別的格式文件；S4、將轉(zhuǎn)換后的格式文件導(dǎo)入離散元數(shù)值模擬軟件中，進(jìn)行屬性賦予。該建模方法適用于已有藏式毛石墻體的模擬計算和分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)砌體工程領(lǐng)域，特別涉及一種用于藏式毛石墻體的離散元二維數(shù)值模擬建模方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)藏式毛石建筑是我國最具民族特色的建筑之一，其墻體是由不規(guī)則塊石和粘土隨機(jī)組砌而成的多葉石砌體。數(shù)值模擬分析是現(xiàn)階段砌體結(jié)構(gòu)常用的、簡便的一種力學(xué)性能分析方法。如何建立能真實反應(yīng)藏式毛石墻體力學(xué)性能的模型是一個難點和重點。

由于藏式毛石墻體多葉砌塊間聯(lián)結(jié)較弱，現(xiàn)階段常用的是將三維實體模型簡化成二維模型進(jìn)行分析，具體的建模方法有兩種：第一是將不規(guī)則塊體和粘土勻質(zhì)化為規(guī)則尺寸進(jìn)行建模，另一種是將塊體和粘土按一定比例進(jìn)行隨機(jī)分布建模。但藏式毛石墻體有著較大離散性，每面墻體的力學(xué)性能均存在較大差異，現(xiàn)有的兩種主要建模方法均無法反應(yīng)相應(yīng)墻體的真實塊體形狀和分布情況，易導(dǎo)致力學(xué)性能分析結(jié)果與實際結(jié)果存在較大差異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提出一種用于藏式毛石墻體的離散元二維數(shù)值模擬建模方法，解決傳統(tǒng)建模方案無法反應(yīng)相應(yīng)墻體的真實塊體形狀和分布情況的問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種用于藏式毛石墻體的離散元二維數(shù)值模擬建模方法，包括以下步驟：

S1、采集墻體二維圖像；

S2、利用工程軟件對二維圖像進(jìn)行墻體邊界輪廓和石材輪廓描繪，生成離散的輪廓塊體；

S3、對各個輪廓塊體進(jìn)行單獨的文件輸出，并采用格式轉(zhuǎn)換軟件將每一個單獨的文件轉(zhuǎn)換成離散元數(shù)值模擬軟件可識別的格式文件；

S4、將轉(zhuǎn)換后的格式文件導(dǎo)入離散元數(shù)值模擬軟件中，進(jìn)行屬性賦予。

進(jìn)一步的，步驟S1中，通過相機(jī)采集墻體二維圖像，在采集時，需保證圖像清晰完整以及圖像端正。

進(jìn)一步的，步驟S2具體包括：

將二維圖像導(dǎo)入工程軟件中，然后采用人工繪制的方式用多線段繪制墻體的邊界輪廓和每塊石材的輪廓，同時將邊界輪廓和每塊石材輪廓按易于分辨的順序(如從上往下、從左往右)分別設(shè)定為一個單獨的圖層。

進(jìn)一步的，步驟S3中，所述對各個輪廓塊體進(jìn)行單獨的文件輸出，具體包括：

利用插件將每一個圖層下的輪廓塊體輸出為一個單獨的文件，按照圖層名和圖層序號對輸出的文件進(jìn)行命名。

進(jìn)一步的，步驟S4中，在將轉(zhuǎn)換后的格式文件導(dǎo)入離散元數(shù)值模擬軟件后，可通過圖層命名、序號進(jìn)行查找和識別，進(jìn)行單個體或多個體輪廓塊體的屬性賦予和修改。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用基于數(shù)字圖像的人工繪制建模方法，能較為真實地還原分析對象墻體中塊體的形狀和分布情況，能良好地適應(yīng)各種塊體輪廓復(fù)雜的墻體模型，同時計算結(jié)果與墻體實驗室測試結(jié)果相近。該建模方法適用于已有藏式毛石墻體的模擬計算和分析。

附圖說明

圖1是實施例中的用于藏式毛石墻體的離散元二維數(shù)值模擬建模方法流程圖；

圖2是采集的墻體原始二維圖像；