[发明专利]一种基于离散元分析沥青混合料空隙结构的方法

权利要求书

1.一种基于离散元分析沥青混合料空隙结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用CT断层扫描仪沿着沥青混合料试件纵向扫描，得到H张沥青混合料CT图片；

(2)分别对H张沥青混合料CT图片进行处理，得到每张CT图片的空隙结构中每个像素点的X、Y值，分别保存至H个txt文件；

(3)将步骤(2)得到的每个像素点转化为离散元中的小球单元；

(4)将相互接触的小球单元团聚生成空隙单元；具体的：

(41)遍历所有的小球单元，将所有小球单元的物理属性λ设为0，并设定参数j；

(42)随机选取一个小球单元A，将该小球单元A的物理属性λ设为1，初始化j为1；

(43)初始化j＝0，找到所有物理属性λ为1的小球单元，对于其中的物理属性λ为1的小球单元B，判断该小球单元B周围物理属性λ为0的小球单元是否与该小球单元B相互接触，如果相互接触，则将与小球单元B接触的小球单元的物理属性λ设为1，同时每增加一个相互接触的小球单元，j＝j+1；

(44)不断循环步骤(43)，直至j＝0；

(45)找到所有物理属性λ为1的小球单元，将所有物理属性λ为1的小球单元采用离散元命令生成空隙单元，然后删除物理属性λ为1的小球单元；

(46)不断循环步骤(42)至步骤(45)，直到所有小球单元被删除；

所述物理属性λ为小球单元的密度或湿度；

(5)将步骤(4)中生成的空隙单元进行分组，实现沥青混合料空隙结构的分析；具体为：

通过比较原所有小球单元的的x值、y值、z值，确定原所有小球单元的位置信息范围(x_min,x_max,y_min,y_max,z_min,z_max)；通过比较组成某一空隙单元的所有小球的位置信息进行分组：若某一空隙单元的所有小球的位置信息中同时含有z_min,z_max，则该空隙单元为联通空隙；若某一空隙单元的所有小球的位置信息中同时含有z_max和x_min,x_max,y_min,y_max中任意一个，则该空隙单元为半联通空隙；其余空隙单元为封闭空隙。

2.根据权利要求1所述的一种基于离散元分析沥青混合料空隙结构的方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用MATLAB软件分别对H张CT图片进行处理，根据每张CT图片像素值大小分布，确定一阈值ε，将像素值大于ε的图像部分认定为空隙结构，采用函数im2bw()将空隙结构提取出来；假设组成空隙结构的图像部分中某一个像素点处于第X列、第Y行，将组成空隙结构的所有像素点的(X、Y)输出，保存至txt文件。

3.根据权利要求1所述的一种基于离散元分析沥青混合料空隙结构的方法，其特征在于，所述步骤(3)中将每张CT图片得到的对应的txt文件导入Microsoft Visual Studio，对于第i张CT图片上某一像素点(X、Y)转化为离散元中一颗半径为r的小球单元，i＝1,2,...,N，r的取值根据实际需求来设定，小球单元在离散元中的位置信息为x＝(2X-1)×r，y＝(2Y-1)×r，z＝(2i-1)×r；根据小球单元的半径和位置，在离散元程序中生成相对应的小球单元。