一种基于块石形状和破碎的堆积体离散元三维建模方法技术

本发明专利技术提供一种基于块石形状和破碎的堆积体离散元三维建模方法，包括以下步骤：在块石表面设置特征点；对块石进行拍照并提取块石的几何信息；将照片中非块石部分进行遮罩处理后导入三维实景建模软件中，获取块石各面空间位置信息匹配，去除噪声点云，生成块石三维初始模型，建立块石网格模型数据库；去除块石三维初始模型中多余的块石网格，进行细观参数标定，得到土颗粒参数、块石参数；对块石网格模型数据库中的块石网格模型使用基于颗粒流分析软件的含石量控制程序进行块石投放，生成块石数值模型；在颗粒流分析软件中生成堆积体数值模型；对堆积体数值模型进行堆积体参数标定，得到堆积体离散元三维模型。得到堆积体离散元三维模型。得到堆积体离散元三维模型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于块石形状和破碎的堆积体离散元三维建模方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，具体涉及一种基于块石形状和破碎的堆积体离散元三维建模方法。

技术介绍

[0002]堆积体作为一种优质的填料，被广泛的应用于道路、机场、水利等工程领域。但堆积体成因、组成结构复杂，应用于工程时需要对其力学特性进行研究。相比室内试验和现场试验方法，对堆积体采取基于计算机辅助建模的数值模拟方法对其力学特性进行研究，具有低成本、高效率等优点。在各种数值模拟方法中，离散元数值模拟方法能够从细观尺度上展开研究，已成为研究堆积体力学特性的优选方法之一。但是，离散元数值模拟方法能否成功应用于堆积体力学特性进行研究，其关键问题在于：如何建立既能真实描述块石形状，又能准确模拟块石破碎的堆积体数值模型。
[0003]现有块石建模方法主要有3种：(1)采用离散元软件自带的块石建模方法，即软件中内嵌的一些可直接使用的块石建模功能。这种方法生成的块石形状与实际形状差别较大，因而精度不高。(2)采用Monte
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carlo算法的块石随机建模方法，这种方法通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于块石形状和破碎的堆积体离散元三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：在块石表面设置特征点；对设有特征点的块石进行拍照，根据照片提取块石的几何信息；使用图像处理软件将照片中非块石部分进行遮罩处理，得到遮罩图；将遮罩图导入三维实景建模软件中，获取块石各面空间位置信息匹配，去除噪声点云，生成块石三维初始模型；去除块石三维初始模型中多余的块石网格，得到块石网格模型；根据块石网格模型建立块石网格模型数据库；进行细观参数标定，得到土颗粒参数、块石参数；结合土颗粒参数、块石参数，对块石网格模型数据库中的块石网格模型使用基于颗粒流分析软件的含石量控制程序进行块石投放，生成块石数值模型；将块石数值模型在颗粒流分析软件中生成堆积体数值模型；对堆积体数值模型进行堆积体参数标定，得到堆积体离散元三维模型。2.根据权利要求1所述的基于块石形状和破碎的堆积体离散元三维建模方法，其特征在于，所述在块石表面设置特征点，包括：对块石喷漆，待底漆晾干；采用散斑技术对块石每个表面进行处理，使得块石表面上分布有均匀的斑点，以这些斑点作为特征点。3.根据权利要求1所述的基于块石形状和破碎的堆积体离散元三维建模方法，其特征在于，所述对设有特征点的块石进行拍照，具体如下：S2
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1、将块石置于转盘上，然后将相机与块石平放，按照倾角0
°
对块石进行连续拍照；每拍摄完一张，将块石在转盘的水平面上转动10
°
，再拍摄下一张照片，直到块石回到初始位置；S2
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2、上移相机至拍摄角度为下倾35
°
，对块石进行连续拍照；每拍摄完一张，将块石在在转盘的水平面上转动10
°
，再拍摄下一张照片，直到块石回到初始位置；S2
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3、将块石朝上翻转180
°
，重复步骤S2
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1、S2
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2，对块石未拍摄到的另一面进行拍摄。4.根据权利要求1所述的基于块石形状和破碎的堆积体离散元三维建模方法，其特征在于，所述土颗粒参数的标定具体如下：标定弹性模量及刚度比；标定法向粘结强度均值和粘结强度标准差与均值的比值；标定摩擦系数；标定粘结强度比值。5.根据权利要求1所述的基于块石形状和破碎的...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂义亮，方忠，王星驰，柴贺军，张瑞，兰雨舟，李军，陈晓虎，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：