[發明專利]一種基于離散元與合成巖體技術的巖質邊坡建模方法

在審

• 申請號: 202210239825.3
• 申請日: 2022-03-12
• 公開（公告）號: CN114626215A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 李嚴嚴;王瑞;姚愛軍;張志紅;張樂
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F17/18;G06F111/10;G06F111/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種基于離散元與合成巖體技術的巖質邊坡建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、采用窗口調查法現場測量獲取裂隙數據，對裂隙數據按照產狀進行分組，將每組裂隙數據導入SPSS數據分析軟件中進行單樣本非參數檢驗以獲取每組裂隙數據服從的分布函數；

步驟2、現場采集完整巖塊及含裂隙的巖塊樣品，在實驗室開展巖石力學試驗，獲得巖塊與裂隙的力學參數；

步驟3、構建離散元邊坡模型：將邊坡縱剖面導入到離散元軟件中建立邊坡幾何模型，并在模型中進行離散元顆粒填充；

步驟4、構建邊坡離散裂隙網絡模型DFN：根據裂隙服從的概率分布函數及特征參數，用fish語言自定義分布函數，在指定空間范圍內不斷生成符合分布函數的裂隙，直到指定空間范圍內的裂隙密度達到指定密度，三維離散裂隙網絡模型的建模完成；然后，將三維裂隙網絡按邊坡剖面的實際大小進行剖切得到二維邊坡離散裂隙網絡模型DFN；

步驟5、將步驟4構建完成的二維邊坡離散裂隙網絡模型DFN嵌入到步驟3構建好的離散元邊坡模型中，裂隙兩側顆粒之間的接觸模型采用光滑節理接觸模型，其余顆粒間接觸采用平行粘結接觸模型；

步驟6、接觸參數標定：用離散元方法建立與步驟2中室內試驗相同的數值模型，模型中的裂隙兩側顆粒之間的接觸模型采用光滑節理接觸模型，其余顆粒之間的接觸模型采用平行粘結接觸模型；對兩種接觸模型的細觀參數不斷進行調整，直到數值模型結果接近實驗室試驗結果，標定完成；

步驟7、將步驟6中標定好的接觸細觀參數應用于步驟5的模型中，合成巖體邊坡模型建立完成。

2.根據權利要求1所述的一種基于離散元與合成巖體技術的巖質邊坡建模方法，其特征在于，所述的裂隙數據包括裂隙的傾角、傾向、尺寸、間距；所述的分組依據為傾向、傾角數據相近為一組。

3.根據權利要求1所述的一種基于離散元與合成巖體技術的巖質邊坡建模方法，其特征在于，所述的實驗室力學試驗包括單軸壓縮試驗、結構面直剪試驗；所述的巖塊的力學參數包括單軸抗壓強度、泊松比、彈性模量；所述裂隙的力學參數包括內摩擦角、黏聚力。

4.根據權利要求1所述的一種基于離散元與合成巖體技術的巖質邊坡建模方法，其特征在于，所述的平行粘結模型是離散元方法中專門用來模擬巖石材料的接觸模型，所述的光滑節理接觸模型是離散元方法中專門用于模擬裂隙的接觸模型。