[发明专利]一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法及存储介质

权利要求书

1.一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，包括：

选择N个代表性抛石，对代表性抛石进行三维轮廓扫描作为抛石体颗粒生成的模板；

设置抛石体的投放区域，利用自重下落法随机生成抛石体颗粒，进行分层自重沉积，构成自然堆积的抛石体三维基床模型；

采用锤夯/振动模拟方法对抛石体三维基床模型进行密实，在间隔时间或间隔时步内更新密实区域地表面貌的变化，估算出密实区域的局部密实度变化与整体区域的密实度变化。

2.根据权利要求1所述的一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，所述代表性抛石是从工程抛石体颗粒中随机选择，利用激光扫描仪分别对抛石体颗粒进行三维轮廓扫描，得到由三角形面围成的颗粒轮廓形状，三角形面组合存储为stl或dxf格式并被PFC3D计算平台识别。

3.根据权利要求2所述的一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，所述代表性抛石的颗粒表面由一系列三角形面连接而成，所述三角形面的数目在2000～5000。

4.根据权利要求1所述的一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，在颗粒流数值计算平台PFC3D中定义模型边界，模型边界包括抛石基床和投放区域，设置抛石基床和投放区域的设计参数，所述设计参数包括长度、宽度和厚度。

5.根据权利要求4所述的一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，统计获取工程中抛石体的粒径与级配曲线，利用PFC3D计算平台中的随机颗粒投放命令，设定孔隙率，在抛石投放区域随机生成一定量的刚性块模型，设置刚性块模型的密度与接触刚度，模拟在重力作用下刚性块模型自由下落沉积到抛石基床。

6.根据权利要求5所述的一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，根据抛石基床的高度自下而上逐层生成抛石块体，每一层采用级配由大到小随机生成抛石块体，生成抛石块体后去除孤独的抛石颗粒，稳定后的抛石块体按照抛石基床的设计参数，删除中心高度超过厚度的抛石颗粒。

7.根据权利要求6所述的一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，根据抛石体三维基床模型的范围设置锤夯/振动模拟的等效平台，设置等效平台的等效参数，根据等效平台的等效参数对抛石体三维基床模型进行分区密实，采用等效平台分别对抛石体三维基床模型的各密实区域进行荷载施加，荷载施加的参数包括激振力、频率、振动时间和振动遍数。

8.根据权利要求7所述的一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，将抛石体三维基床模型按长度和宽度方向划分成M×M的矩形区域，记录各矩形区域顶点所在坐标附近每个抛石颗粒的中心高度，将坐标附近每个抛石颗粒的中心高度进行逐个比较，获取同一坐标下抛石颗粒的最大高度，将矩形区域四个顶点处最大抛石高度取平均值得到当前矩形区域抛石体的平均高度，对每个矩形区域抛石体的平均高度取平均值得到抛石体的顶部平均高度。

9.根据权利要求8所述的一种用于离散元计算即时估算离散介质密实度的方法，其特征在于，在荷载施加结束后，实时获取密实区域抛石体的顶部平均高度来计算抛石基床的抛石体的体积，计算抛石基床的抛石体的密实度，并生成密实度随间隔时间/间隔时步变化的曲线图。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现权利要求1～9中任一项所述方法的步骤。