本發(fā)明涉及土石混合體力學(xué)特性研究
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著大規(guī)模工程建設(shè)，尤其是鐵路公路等路基工程的鋪填，需要大量的填筑材料，土石混合體以其分布廣泛、取材方便、工程性質(zhì)優(yōu)良的特性被廣泛應(yīng)用于橋基路基的建設(shè)中，然而土石混合體區(qū)別于常規(guī)的土體和破碎巖體材料，其壓實(shí)特性較一般土體更為復(fù)雜，土石混合體的擊實(shí)試驗(yàn)是研究其壓實(shí)特性的重要手段。目前關(guān)于開(kāi)展土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)的研究，主要是借助大型擊實(shí)儀，從具體三個(gè)方面開(kāi)展研究，一是對(duì)土石混合料本身的結(jié)構(gòu)組成考慮，研究目標(biāo)含石量，級(jí)配等對(duì)壓實(shí)效果的影響，二是從擊實(shí)器具或壓實(shí)工藝考慮，研究激振頻率，激振力等對(duì)壓實(shí)效果的影響。三是從塊石顆粒的破碎考慮，研究塊石破碎率對(duì)壓實(shí)效果的影響。這些研究雖然從宏觀上能夠得到各物理量對(duì)擊實(shí)效果的影響，但是不能從根本上解釋土石混合體的壓實(shí)機(jī)理，且試驗(yàn)過(guò)程繁瑣，浪費(fèi)大量人力物力，試驗(yàn)成本高。自1971年cundall提出離散元方法(dem)以來(lái)，離散元法被廣泛應(yīng)用于巖土工程領(lǐng)域的研究，基本思想是基于分子動(dòng)力學(xué)原理，采用圓盤或圓球?yàn)榛驹?，賦予相應(yīng)的接觸模型來(lái)模擬各種復(fù)雜力學(xué)行為，由于該方法能模擬大變形或流動(dòng)問(wèn)題，近些年被應(yīng)用于土石混合體的力學(xué)行為研究，主要研究集中于對(duì)塊石的表征和土石混合體的剪切力學(xué)特性的研究，而對(duì)土石混合體壓實(shí)特性的研究相對(duì)較少，并且目前對(duì)于土石混合體壓實(shí)特性的相關(guān)研究基本上未考慮塊石的真實(shí)形態(tài)，將塊石概化為圓盤或圓球顆粒，這樣雖然使得計(jì)算模型得以簡(jiǎn)化，但同時(shí)也忽略了塊石形狀對(duì)土石混合體壓實(shí)特性的影響，同時(shí)這種方法也不能考慮塊石的破碎對(duì)壓實(shí)特性的影響，從而造成模擬結(jié)果與實(shí)際擊實(shí)實(shí)驗(yàn)偏差較大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M方法及系統(tǒng)，解決上述利用離散元方法研究土石混合體壓實(shí)特性時(shí)未考慮塊石形態(tài)，以及塊石的破碎性質(zhì)，從而忽略塊石形態(tài)以及塊石破碎對(duì)土石混合體壓實(shí)特性的影響等問(wèn)題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M方法，包括如下步驟：步驟1：篩分原土石混合體試樣，將原土石混合體中的塊石按預(yù)設(shè)級(jí)配分組，并根據(jù)分組后的原土石混合體建立包含各組塊石輪廓信息的塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)；步驟2：根據(jù)土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量、試樣目標(biāo)含石量、預(yù)設(shè)級(jí)配和所述塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型；步驟3：生成設(shè)定大小且封閉的第一模型區(qū)域，并在所述第一模型區(qū)域內(nèi)部充填圓盤顆粒，生成顆粒密實(shí)試樣模型；步驟4：將所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入至所述顆粒密實(shí)試樣模型中，并生成土石混合體密實(shí)試樣模型；步驟5：根據(jù)所述土石混合體密實(shí)試樣模型生成土石混合體擊實(shí)試樣模型；步驟6：根據(jù)所述土石混合體擊實(shí)試樣模型加載模型模擬振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)。本發(fā)明的基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M方法，通過(guò)組建具有塊石形態(tài)的圓盤顆粒集來(lái)模擬塊石的真實(shí)形態(tài)，克服了利用離散元方法進(jìn)行土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)未考慮顆粒形狀的不足，另外通過(guò)建立土石混合體擊實(shí)試樣模型能夠很好的反應(yīng)塊石顆粒在擊實(shí)試驗(yàn)過(guò)程中顆粒破碎的情況，為分析塊石的破碎機(jī)理提供了有利條件，且較傳統(tǒng)試驗(yàn)比較，能夠直觀的反映土石混合體的擊實(shí)過(guò)程。依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，用于將篩分后的原土石混合體中的塊石按預(yù)設(shè)級(jí)配分組，并根據(jù)分組后的原土石混合體建立包含各組塊石輪廓信息的塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)；塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型模塊，用于根據(jù)土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量、試樣目標(biāo)含石量和預(yù)設(shè)級(jí)配構(gòu)建塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型；顆粒密實(shí)試樣模型模塊，用于生成封閉的第一模型區(qū)域，并在所述第一模型區(qū)域內(nèi)部充填圓盤顆粒，生成顆粒密實(shí)試樣模型；土石混合體密實(shí)試樣模型模塊，用于將所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入至所述顆粒密實(shí)試樣模型中，并生成土石混合體密實(shí)試樣模型；土石混合體擊實(shí)試樣模型模塊，用于根據(jù)所述土石混合體密實(shí)試樣模型生成土石混合體擊實(shí)試樣模型；擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)所述土石混合體擊實(shí)試樣模型加載模型模擬振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)。本發(fā)明的基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，通過(guò)顆粒密實(shí)試樣模型模塊組建具有塊石形態(tài)的圓盤顆粒集來(lái)模擬塊石的真實(shí)形態(tài)，克服了利用離散元方法進(jìn)行土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)未考慮顆粒形狀的不足，另外通過(guò)土石混合體擊實(shí)試樣模型模塊建立土石混合體擊實(shí)試樣模型能夠很好的反應(yīng)塊石顆粒在擊實(shí)試驗(yàn)過(guò)程中顆粒破碎的情況，為分析塊石的破碎機(jī)理提供了有利條件，且較傳統(tǒng)試驗(yàn)比較，能夠直觀的反映土石混合體的擊實(shí)過(guò)程。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的一種基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M方法流程示意圖；圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中土石混合體塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型示意圖；圖3為實(shí)施例中圓盤顆粒密實(shí)試樣模型示意圖；圖4為實(shí)施例中土石混合體密實(shí)試樣模型示意圖；圖5為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中土石混合體擊實(shí)試樣模型示意圖；圖6為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪疽鈭D；圖7為本發(fā)明的一種基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所示，一種基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M方法，包括如下步驟：步驟1：篩分原土石混合體試樣，將原土石混合體中的塊石按預(yù)設(shè)級(jí)配分組，并根據(jù)分組后的原土石混合體建立包含各組塊石輪廓信息的塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)；步驟2：根據(jù)土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量、試樣目標(biāo)含石量、預(yù)設(shè)級(jí)配和所述塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型；步驟3：生成設(shè)定大小且封閉的第一模型區(qū)域，并在所述第一模型區(qū)域內(nèi)部充填圓盤顆粒，生成顆粒密實(shí)試樣模型；步驟4：將所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入至所述顆粒密實(shí)試樣模型中，并生成土石混合體密實(shí)試樣模型；步驟5：根據(jù)所述土石混合體密實(shí)試樣模型生成土石混合體擊實(shí)試樣模型；步驟6：根據(jù)所述土石混合體擊實(shí)試樣模型加載模型模擬振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)。本發(fā)明的基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M方法，通過(guò)組建圓盤顆粒集來(lái)模擬塊石的真實(shí)形態(tài)，克服了利用離散元方法進(jìn)行土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)未考慮顆粒形狀的不足，另外通過(guò)建立土石混合體擊實(shí)試樣模型能夠很好的反應(yīng)塊石顆粒在擊實(shí)試驗(yàn)過(guò)程中顆粒破碎的情況，為分析塊石的破碎機(jī)理提供了有利條件，且較傳統(tǒng)試驗(yàn)比較，能夠直觀的反映土石混合體的擊實(shí)過(guò)程。本實(shí)施例中，選取土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量為200kg，試樣目標(biāo)含石量為40％，預(yù)設(shè)級(jí)配如表1所示：表1粒組(mm)80-6060-4040-2020-10<10百分含量/％81612460本實(shí)施例中，所述步驟1中，根據(jù)分組后的原土石混合體建立塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)的具體實(shí)現(xiàn)為：步驟11：獲取分組后的各組原土石混合體的圖像信息；考慮到塊石顆粒太小會(huì)增大后面提取塊石輪廓的工作量，本實(shí)施例中取土石粒徑閾值為10mm，將土石混合體試樣中，粒徑大于10mm的塊石篩出，并對(duì)這部分塊石分別過(guò)孔徑為20mm、40mm、60mm、80mm的圓孔篩，剔除粒徑大于80mm的塊石，將其按粒徑10-20mm、20-40mm、40-60mm、60-80mm分成四組，分別放入相同大小的托盤中，并放上標(biāo)尺，利用數(shù)碼相機(jī)對(duì)每個(gè)托盤的塊石進(jìn)行拍照，保存照片。步驟12：將各組原土石混合體的圖像信息導(dǎo)入cad中，并提取各組塊石對(duì)應(yīng)的輪廓信息；步驟13：根據(jù)各組塊石對(duì)應(yīng)的輪廓信息建立塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)。將土石混合體的照片按塊石粒徑全部導(dǎo)入到cad中，根據(jù)標(biāo)尺顯示的托盤尺寸的大小，將圖片縮放到托盤的實(shí)際尺寸大小，利用多線段分別提取各組托盤塊石的輪廓，并標(biāo)出粒徑大小，刪除圖片，從而生成了含各粒組塊石的塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)上述方式可以根據(jù)預(yù)設(shè)級(jí)配對(duì)原土石混合體中的塊石進(jìn)行分組，并根據(jù)分組后的原土石混合體準(zhǔn)確建立塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)，便于在后續(xù)構(gòu)建塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型時(shí)隨時(shí)調(diào)用。本實(shí)施例中，所述步驟2的具體實(shí)現(xiàn)為：步驟21：根據(jù)土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量、試樣目標(biāo)含石量和預(yù)設(shè)級(jí)配計(jì)算土石混合體試樣中塊石目標(biāo)總質(zhì)量和各組塊石的質(zhì)量；本實(shí)施例的擊實(shí)試驗(yàn)建模，土石混合體模型的試樣目標(biāo)含石量為40％，設(shè)定土石混合體模型試樣目標(biāo)總質(zhì)量為200kg，所以可知土石混合體模型試樣中塊石的質(zhì)量為80kg，根據(jù)表1中模型試樣中塊石的級(jí)配，可計(jì)算出模型試樣中各粒組塊石的質(zhì)量；步驟22：根據(jù)土石混合體中塊石的實(shí)際密度和各組塊石的質(zhì)量將各組塊石的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為二維模型中各組塊石的面積；測(cè)得土石混合體中塊石的表觀密度為2300kg/m3，由于塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型為二維模型，所以可將將其看成面密度，并計(jì)算出各粒組塊石的面積。步驟23：從所述塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)選取對(duì)應(yīng)面積的各組塊石，并放置在給定封閉的第二模型區(qū)域內(nèi)，生成塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型；其中，所述第一模型區(qū)域與所述第二模型區(qū)域的大小相等。從塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)選取對(duì)應(yīng)面積大小的塊石，將其隨機(jī)放入中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)，尺寸為600mm*200mm的矩形第二模型區(qū)域內(nèi)，塊石放入過(guò)程中，保證塊石不發(fā)生重疊，保存成dxf文件格式，生成了土石混合體試樣塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示。通過(guò)預(yù)先設(shè)定的土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量、試樣目標(biāo)含石量和預(yù)設(shè)級(jí)配可以準(zhǔn)確構(gòu)建塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型，便于后續(xù)將所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型與所述顆粒密實(shí)試樣模型得到土石混合體密實(shí)試樣模型。本實(shí)施例中，所述步驟3的具體實(shí)現(xiàn)為：在pfc2d軟件中通過(guò)“wall”命令生成設(shè)定大小且封閉的第一模型區(qū)域，根據(jù)所述第一模型區(qū)域的大小和各組塊石對(duì)應(yīng)的面積在所述第一模型區(qū)域內(nèi)部充填設(shè)定粒徑范圍的圓盤顆粒，生成指定孔隙率的顆粒密實(shí)試樣模型；其中，所述指定孔隙率為使得所述顆粒密實(shí)試樣模型中的所有圓盤顆粒均賦予土體細(xì)觀參數(shù)后，所述顆粒密實(shí)試樣模型的質(zhì)量與所述土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量相等?？紤]到計(jì)算機(jī)計(jì)算效率，顆粒密實(shí)試樣模型尺寸選取為600mm*200mm。在pfc2d軟件中，通過(guò)“wall”命令生成尺寸為600mm*200mm的模型框架，模型中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)，利用爆炸法在框架內(nèi)部填充粒徑為1-2mm的圓盤顆粒，生成指定孔隙率(n＝0.16)的密實(shí)試樣，如圖3所示。通過(guò)向第一模型區(qū)域內(nèi)部充填設(shè)定粒徑范圍的圓盤顆粒，可以構(gòu)建顆粒密實(shí)試樣模型，并準(zhǔn)確反映出塊石顆粒在擊實(shí)試驗(yàn)過(guò)程中顆粒破碎的情況，為分析塊石的破碎機(jī)理提供了有利條件。本實(shí)施例中，所述步驟4的具體實(shí)現(xiàn)為：在pfc2d軟件中，通過(guò)內(nèi)置的“geometry”命令將所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入至所述顆粒密實(shí)試樣模型中，并將位于塊石輪廓內(nèi)的圓盤顆粒賦予巖石細(xì)觀參數(shù)以模擬塊石，將位于塊石輪廓外的圓盤顆粒賦予土體細(xì)觀參數(shù)以模擬土體，生成土石混合體密實(shí)試樣模型。利用pfc2d中的“geometry”命令將塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型文件導(dǎo)入到顆粒密實(shí)試樣模型中，將位于塊石輪廓內(nèi)部的顆粒分成一組模擬塊石，并賦予一定強(qiáng)度的平行粘結(jié)模型，塊石內(nèi)部顆粒的密度(ρs)通過(guò)塊石的表觀密度ρd(＝2300kg/m3)與圓盤顆粒試樣的指定孔隙率(n＝0.16)，經(jīng)過(guò)公式ρd＝ρs(1-n)轉(zhuǎn)換求得，塊石輪廓外部的顆粒分成另外一組模擬土體，并賦予一定參數(shù)的接觸粘結(jié)模型，顆粒密度取1900kg/m3，生成土石混合體密實(shí)試樣模型，如圖4所示。通過(guò)上述方式構(gòu)建土石混合體密實(shí)試樣模型，可以準(zhǔn)確、直觀的模擬出塊石顆粒的分布狀況。本實(shí)例中，所述步驟5的具體實(shí)現(xiàn)為：將所述土石混合體密實(shí)試樣模型中的位于塊石輪廓外的圓盤顆粒進(jìn)行隨機(jī)刪除，直到所述土石混合體密實(shí)試樣模型中圓盤顆粒的總質(zhì)量等于土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量，生成土石混合體擊實(shí)試樣模型。擊實(shí)試驗(yàn)要求試樣的總質(zhì)量一定，本模型設(shè)定了土石混合體模型試樣的目標(biāo)總質(zhì)量為200kg，而已經(jīng)生成土石混合體密實(shí)試模型樣中塊石的質(zhì)量為80kg，土顆粒均勻充填整個(gè)模型，造成總質(zhì)量大于200kg，因此為了使模型試樣質(zhì)量滿足要求，調(diào)用預(yù)設(shè)的顆粒刪除函數(shù)，通過(guò)隨機(jī)刪除土顆粒來(lái)實(shí)現(xiàn)模型試樣質(zhì)量達(dá)到200kg。調(diào)用含石量計(jì)算函數(shù)，計(jì)算得到刪除土顆粒試樣的試樣目標(biāo)含石量為40.29％，滿足實(shí)驗(yàn)要求，從而生成了土石混合體擊實(shí)試樣模型，如圖5和6所示。本實(shí)施例中，所述步驟6的具體實(shí)現(xiàn)為：將所述土石混合體擊實(shí)試樣模型頂部刪除，將由一排基本顆粒組成的加載模型設(shè)置在所述土石混合體擊實(shí)試樣模型頂部，給所述加載模型中的每個(gè)所述基本顆粒賦予預(yù)設(shè)密度值，并對(duì)所述加載模型賦予正弦力，模擬振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)。振動(dòng)加載模型采用由50個(gè)基本顆粒(pepple)組成的“clump”作為加載模型，顆粒(pepple)直徑為12mm，顆粒(pepple)密度為6000kg/m3，并對(duì)“clump”賦予正弦力，振幅a＝2200kn，頻率為35hz，為了防止組成加載模型發(fā)生旋轉(zhuǎn)和水平位移，將其旋轉(zhuǎn)角速度和水平線速度鎖定。通過(guò)加載模型對(duì)所述土石混合體擊實(shí)試樣模型施加作用力，從而可以完成土石混合體的擊實(shí)試驗(yàn)。開(kāi)始擊實(shí)模擬，并記錄振動(dòng)加載模型“clump”的接觸力以及位移、速度信息，調(diào)用干密度函數(shù)，監(jiān)測(cè)擊實(shí)過(guò)程中試樣干密度的變化情況，調(diào)用粘結(jié)斷裂監(jiān)測(cè)函數(shù)，記錄粘結(jié)斷裂發(fā)生的位置以及粘結(jié)斷裂的個(gè)數(shù)。如圖7所示，一種基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，用于將篩分后的原土石混合體中的塊石按預(yù)設(shè)級(jí)配分組，并根據(jù)分組后的原土石混合體建立包含各組塊石輪廓信息的塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)；塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型模塊，用于根據(jù)土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量、試樣目標(biāo)含石量和預(yù)設(shè)級(jí)配構(gòu)建塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型；顆粒密實(shí)試樣模型模塊，用于生成設(shè)定大小且封閉的第一模型區(qū)域，并在所述第一模型區(qū)域內(nèi)部充填圓盤顆粒，生成顆粒密實(shí)試樣模型；土石混合體密實(shí)試樣模型模塊，用于將所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入至所述顆粒密實(shí)試樣模型中，并生成土石混合體密實(shí)試樣模型；土石混合體擊實(shí)試樣模型模塊，用于根據(jù)所述土石混合體密實(shí)試樣模型生成土石混合體擊實(shí)試樣模型；擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)K，用于創(chuàng)建所述土石混合體擊實(shí)試樣模型和加載模型來(lái)模擬振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)。本發(fā)明的基于塊石形態(tài)的土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，通過(guò)顆粒密實(shí)試樣模型模塊組建具有塊石形態(tài)的圓盤顆粒集來(lái)模擬塊石的真實(shí)形態(tài)，克服了利用離散元方法進(jìn)行土石混合體擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)未考慮顆粒形狀的不足，另外通過(guò)土石混合體擊實(shí)試樣模型模塊建立土石混合體擊實(shí)試樣模型能夠很好的反應(yīng)塊石顆粒在擊實(shí)試驗(yàn)過(guò)程中顆粒破碎的情況，為分析塊石的破碎機(jī)理提供了有利條件，且較傳統(tǒng)試驗(yàn)比較，能夠直觀的反映土石混合體的擊實(shí)過(guò)程。本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括：圖像信息單元，用于獲取分組后的各組原土石混合體的圖像信息；輪廓信息單元，用于將各組原土石混合體的圖像信息導(dǎo)入cad中，并提取各組塊石對(duì)應(yīng)的輪廓信息；數(shù)據(jù)庫(kù)單元，用于根據(jù)各組塊石對(duì)應(yīng)的輪廓信息建立塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)模塊根據(jù)預(yù)設(shè)級(jí)配對(duì)原土石混合體中的塊石進(jìn)行分組，并根據(jù)分組后的原土石混合體準(zhǔn)確建立塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)，便于在后續(xù)構(gòu)建塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型時(shí)隨時(shí)調(diào)用。本實(shí)施例中，所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型模塊包括：塊石質(zhì)量單元，用于根據(jù)土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量、試樣目標(biāo)含石量和預(yù)設(shè)級(jí)配計(jì)算土石混合體試樣中塊石目標(biāo)總質(zhì)量和各組塊石的質(zhì)量；塊石面積單元，用于根據(jù)土石混合體中塊石的實(shí)際密度和各組塊石的質(zhì)量將各組塊石的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為二維模型中各組塊石的面積；形態(tài)結(jié)構(gòu)單元，用于從所述塊石模板數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)選取對(duì)應(yīng)面積的各組塊石，并放置在給定封閉的第二模型區(qū)域內(nèi)，生成塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型；其中，所述第一模型區(qū)域與所述第二模型區(qū)域的大小相等。塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型模塊通過(guò)預(yù)先設(shè)定的土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量、試樣目標(biāo)含石量和預(yù)設(shè)級(jí)配可以準(zhǔn)確構(gòu)建塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型，便于后續(xù)將所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型與所述顆粒密實(shí)試樣模型得到土石混合體密實(shí)試樣模型。本實(shí)施例中，所述顆粒密實(shí)試樣模型模塊具體用于：生成設(shè)定大小且封閉的第一模型區(qū)域，根據(jù)所述第一模型區(qū)域的大小和各組塊石對(duì)應(yīng)的面積在所述第一模型區(qū)域內(nèi)部充填設(shè)定粒徑范圍的圓盤顆粒，生成指定孔隙率的顆粒密實(shí)試樣模型；其中，所述指定孔隙率為使得所述顆粒密實(shí)試樣模型中的所有圓盤顆粒均賦予土體細(xì)觀參數(shù)后，所述顆粒密實(shí)試樣模型的質(zhì)量與所述土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量相等。顆粒密實(shí)試樣模型模塊通過(guò)向第一模型區(qū)域內(nèi)部充填設(shè)定粒徑范圍的圓盤顆粒，可以構(gòu)建顆粒密實(shí)試樣模型，并準(zhǔn)確反映出塊石顆粒在擊實(shí)試驗(yàn)過(guò)程中顆粒破碎的情況，為分析塊石的破碎機(jī)理提供了有利條件。本實(shí)施例中，所述土石混合體密實(shí)試樣模型模塊具體用于將所述塊石形態(tài)結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入至所述顆粒密實(shí)試樣模型中，并將位于塊石輪廓內(nèi)的圓盤顆粒賦予巖石細(xì)觀參數(shù)以模擬塊石，將位于塊石輪廓外的圓盤顆粒賦予土體細(xì)觀參數(shù)以模擬土體，生成土石混合體密實(shí)試樣模型。通過(guò)土石混合體密實(shí)試樣模型模塊構(gòu)建土石混合體密實(shí)試樣模型，可以準(zhǔn)確、直觀的模擬出塊石顆粒的分布狀況。本實(shí)施例中，所述土石混合體擊實(shí)試樣模型模塊具體用于：將所述土石混合體密實(shí)試樣模型中的位于塊石輪廓外的圓盤顆粒進(jìn)行隨機(jī)刪除，直到所述土石混合體密實(shí)試樣模型中圓盤顆粒的總質(zhì)量等于土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量，生成土石混合體擊實(shí)試樣模型。由于擊實(shí)試驗(yàn)要求試樣的總質(zhì)量一定，本發(fā)明中，土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量一定，且所述土石混合體密實(shí)式樣模型的質(zhì)量大于所述土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量，所以通過(guò)土石混合體擊實(shí)試樣模型模塊將所述土石混合體密實(shí)試樣模型中的位于塊石輪廓外的圓盤顆粒進(jìn)行隨機(jī)刪除，可以使得所述土石混合體密實(shí)試樣模型中圓盤顆粒的總質(zhì)量等于土石混合體的試樣目標(biāo)總質(zhì)量，從而滿足擊實(shí)試驗(yàn)的要求。本實(shí)施例中，所述擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)K具體用于：將所述土石混合體擊實(shí)試樣模型頂部刪除，將由一排基本顆粒組成的加載模型設(shè)置在所述土石混合體擊實(shí)試樣模型頂部，給所述加載模型中的每個(gè)所述基本顆粒賦予預(yù)設(shè)密度值，并對(duì)所述加載模型賦予正弦力，模擬振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)。擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)K通過(guò)加載模型對(duì)所述土石混合體擊實(shí)試樣模型施加鄒永利，從而可以完成土石混合體的擊實(shí)試驗(yàn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12