一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术公开一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法、系统及设备。本发明专利技术方法基于光滑粒子流体动力学(SPH)粒子计算的方法，结合黎曼大变形理论，通过C++/CUDA编写程序实现区域尺度下滑坡模拟。本方法可以真实再现滑动面生成、贯通、启动、堆积全过程，可以分析内摩擦角、粘聚力、颗粒粒径、弹性模量、泊松比等岩土体性对滑坡过程影响机理，同时，本方法通过并行异构CPU/GPU编程架构，计算效率相比传统CPU编程效率提高了近百倍，实现流域尺度滑坡流速及堆积范围的预测，具有很强的适应性，克服了离散元、有限元等方法受限于模拟尺度和计算效率的缺陷，为大型滑坡灾害预测提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于滑坡预测，具体涉及一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法、系统及设备。

技术介绍

1、滑坡现象广泛存在于我国各地，滑坡一旦产生将形成巨大冲击掩埋效果，会对居民生命财产造成严重威胁。数值模拟是一种常用的工程安全分析方法，而传统的有限元方法常用来模拟滑动面生成的启动阶段，但是受到网格畸变的限制难以模拟大变形阶段，无法对风险管控人员最为关心的滑坡运行-堆积阶段进行预测；离散元方法能够弥补有限元的不足实现大变形模拟，但受困于其核心接触计算算法导致计算效率低下的事实，目前更多的运用在实验室尺度机理探究，很难针对大尺度边坡开展预测分析。

2、因此，实现岩土体从小变形到大变形的模拟以及解决真实地形引发的计算问题，是当前针对现场滑坡预测分析亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术难以实现岩土体从小变形到大变形的模拟且受限于真实地形引发的计算爆炸的问题，本专利技术提供一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法、系统及设备，通过多线程并行计算，在考虑岩土体本构模型基础上，实现模拟滑坡体启动-运移-本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，获取边坡场地的STL真实地形数据并将其导入光滑粒子流体动力学计算框架，包括：

3.根据权利要求1所述一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，在光滑粒子流体动力学计算框架下，生成粒子并进行计算域划分和粒子编号，同时为每一粒子进行岩土体参数属性赋值，包括：

4.根据权利要求3所述一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，确定的SPH粒子人工声速大于10倍的最大粒子速度，或者满足其中E表示弹性模量，ρ...

【技术特征摘要】

1.一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，获取边坡场地的stl真实地形数据并将其导入光滑粒子流体动力学计算框架，包括：

3.根据权利要求1所述一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，在光滑粒子流体动力学计算框架下，生成粒子并进行计算域划分和粒子编号，同时为每一粒子进行岩土体参数属性赋值，包括：

4.根据权利要求3所述一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，确定的sph粒子人工声速大于10倍的最大粒子速度，或者满足其中e表示弹性模量，ρ表示粒子密度。

5.根据权利要求1所述一种基于粒子法的边坡失稳全过程计算方法，其特征在于，计算每个岩土体粒子的应力率及自适应时间步长，更新岩土体粒子应力并存储，包括：

6.根据权利要求5所述一种基于粒子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，周明俊，李典庆，程勇刚，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：