一种蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法技术

本发明专利技术提供一种蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法，包括：S1、将蜂窝状的礁灰岩试样的结构特征化为多个n边形的单元体，确定单元体的几何参数；S2、确定孔隙半径；S3、利用有限元软件建立单元体的三维几何模型；S4、利用离散元软件对单元体的三维几何模型进行颗粒填充；S5、对单元体进行复制、排列和组合，形成完整试样的三维几何模型；S6、利用孔隙颗粒在完整试样的三维几何模型中生成放射状的孔隙结构，孔隙颗粒的半径等于步骤S2中的孔隙半径；S7、删除孔隙结构，对完整试样的三维几何模型的颗粒施加接触属性。本发明专利技术可对礁灰岩蜂窝状的骨架结构进行三维精细建模，为礁灰岩细观力学特性研究和实际工程地基承载力模拟计算中提供精确模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及礁灰岩建模，具体涉及一种蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法。

技术介绍

1、礁灰岩造礁生物群死亡后，其遗骸经历了海洋环境下的搬运沉积作用和复杂的生物化学作用而形成的一种特殊的生物石灰岩。由于其独特的生物成岩机制，使得其结构和性质与陆源岩石有所不同。一方面，礁灰岩中保留了原生生物钙质骨架的孔隙，另一方面，其中的碳酸钙组分也会受到水中co2或微生物的作用而发生溶解，形成孔隙和缺陷。礁灰岩的矿物成分、孔隙结构和形态特征控制了其宏观力学行为，表现出高孔隙率、低强度和脆性岩石的特征。从宏观力学的角度来看，岩石材料的强度与其异质性密切相关。目前对于礁灰岩的力学特性研究国内外学者开展了广泛室内试验和数值分析研究。

2、目前关于礁灰岩的数值模型的建模方法存在以下问题：(1)珊瑚礁灰岩孔隙率大，且其结构具有规则生物骨架的特征。有限元方法作为一种模拟连续性介质的方法，不能很好地模拟出其内部的离散的孔隙结构，而且礁灰岩作为一种脆性岩石，有限元也不能对其破坏模式进行很好地模拟，而离散元方法也仅仅生成简单的条形孔隙或者局部空洞或者只是在参数上进行调整使其符合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法，其特征在于，步骤S3包括：利用有限元软件建立单元体的三维几何模型，单元体的三维几何模型中，骨架壁、房柱结构、纤维片结构为三个独立部件，将三个独立部件分别导出。

3.根据权利要求2所述的蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法，其特征在于，步骤S4包括：将步骤S3中导出的三个独立部件导入离散元软件中，对单元体的三维几何模型进行颗粒填充，颗粒平衡后提取颗粒的坐标信息，根据三个独立部件所在的不同区域对颗粒进行分组，将颗粒分为骨架壁颗粒、纤维结构颗粒和房柱颗粒，...

【技术特征摘要】

1.一种蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法，其特征在于，步骤s3包括：利用有限元软件建立单元体的三维几何模型，单元体的三维几何模型中，骨架壁、房柱结构、纤维片结构为三个独立部件，将三个独立部件分别导出。

3.根据权利要求2所述的蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法，其特征在于，步骤s4包括：将步骤s3中导出的三个独立部件导入离散元软件中，对单元体的三维几何模型进行颗粒填充，颗粒平衡后提取颗粒的坐标信息，根据三个独立部件所在的不同区域对颗粒进行分组，将颗粒分为骨架壁颗粒、纤维结构颗粒和房柱颗粒，输出每个颗粒的半径、位置坐标和分组信息。

4.根据权利要求3所述的蜂窝状礁灰岩数值模型耦合生成方法，其特征在于，步骤s5包括：根据每个颗粒的半径、位置坐标和分组信息，计算所有颗粒复制后的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈成，李少硕，李飘隐，张磊，罗忆，刘凯欣，蒋文军，
申请(专利权)人：武汉理工大学三亚科教创新园，
类型：发明
国别省市：