一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：获取目标岩石的力学性质信息；基于目标岩石的力学性质信息建立标准尺寸的单轴压缩圆柱模型及巴西圆盘颗粒模型，获得室内试验尺度下模拟目标岩石的细观参数，利用细观参数校正粗粒化颗粒粘结模型；基于校正后的粗粒化颗粒粘结模型，使岩石的初始模型和缩放后模型的颗粒抗拉强度相等，利用初始模型的颗粒粒径，获得岩石模型缩放后的颗粒粒径；利用岩石模型缩放后的颗粒粒径完成模拟。2.如权利要求1所述的一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：所述目标岩石的力学性质信息包括，抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比和内摩擦角。3.如权利要求1所述的一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：利用细观参数校正粗粒化颗粒粘结模型的过程包括：保持巴西圆盘颗粒模型尺寸和细观参数不变，改变巴西圆盘颗粒模型中的颗粒粒径，获得另一粒径对应下的抗拉强度；4.如权利要求3所述的一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：利用细观参数校正粗粒化颗粒粘结模型的过程还包括：基于单轴压缩圆柱模型和巴西圆盘颗粒模型中的颗粒粒径、模型尺寸和细观参数，利用已构建的粗粒化颗粒粘结模型，保持两粒径对应下的抗拉强度相等，获得校准系数。5.如权利要求1所述的一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：基于校正后的粗粒化颗粒粘结模型获得岩石模型缩放后的颗粒粒径的过程包括：获取岩石试样的i型断裂韧性与颗粒粒径。6.如权利要求5所述的一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：基于校正后的粗粒化颗粒粘结模型获得岩石模型缩放后的颗粒粒径的过程还包括：利用随岩石颗粒不规则性、强度异质性和粘结延展性增加的无量纲因子，和弯矩减弱作用的无量纲因子，获得岩石试样的i型断裂韧性，岩石颗粒粘结键的极限抗拉强度与岩石试样颗粒粒径的关系式。7.如权利要求5所述的一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：基于校正后的粗粒化颗粒粘结模型获得岩石模型缩放后的颗粒粒径的过程还包括：利用大直径的粗颗粒代替小粒径的颗粒团，使岩石初始模型和缩放后的岩石模型抗拉强度相等，利用岩石初始模型的颗粒粒径，获得缩放后岩石模型的颗粒粒径。8.实现权利要求1所述方法的系统，包括：岩石参数获取模块，被配置为：获取目标岩石的力学性质信息；校正模块，被配置为：基于目标岩石的力学性质信息建立标准尺寸的单轴压缩圆柱模型及巴西圆盘颗粒模型，获得室内试验尺度下模拟目标岩石的细观参数，利用细观参数获得校准系数完成粗粒化颗粒粘结模型校正；模型缩放模块，被配置为：基于校正后的粗粒化颗粒粘结模型，使岩石的初始模型和缩放后模型的颗粒抗拉强度相等，利用初始模型的颗粒粒径，获得岩石模型缩放后的颗粒粒径；模拟计算模块，被配置为：利用岩石模型缩放后的颗粒粒径完成模拟。9.如权利要求8所述的一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：
所述岩石参数获取模块获取的信息包括，抗压强度和抗拉强度。10.如权利要求8所述的一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法，其特征在于：所述岩石参数获取模块获取的信息还包括，弹性模量、泊松比和内摩擦角。

技术总结
本发明涉及一种基于粗粒化粘结模型的大尺度岩石模拟方法及系统，包括以下步骤：基于目标岩石的力学性质信息建立标准尺寸的单轴压缩圆柱模型及巴西圆盘颗粒模型，获得室内试验尺度下模拟目标岩石的细观参数，利用细观参数校正粗粒化颗粒粘结模型；基于校正后的粗粒化颗粒粘结模型，使岩石的初始模型和颗粒粒径缩放后模型的抗拉强度相等，利用初始模型的颗粒粒径，获得岩石模型缩放后的颗粒粒径；利用岩石模型缩放后的颗粒粒径完成模拟。利用粗粒化颗粒粘结模型在岩石颗粒模拟计算中利用大直径的粗颗粒代替小粒径的颗粒团进行计算，减小了岩石模拟计算中的颗粒数量，实现了对大规模岩石变形问题的高效模拟计算。模岩石变形问题的高效模拟计算。模岩石变形问题的高效模拟计算。


技术研发人员：周宗青 商成顺 李利平 褚开维 白松松 孙浩诚 孙基伟
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2021.07.19
技术公布日：2021/12/6