土石混合體三維精細(xì)結(jié)構(gòu)生成系統(tǒng)研發(fā)及用研究ppt課件

1、土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造生成系統(tǒng)土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造生成系統(tǒng)研發(fā)及運(yùn)用研討研發(fā)及運(yùn)用研討系系 所：巖土工程所所：巖土工程所 時(shí)時(shí) 間：間：2019/6/19匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容p研討背景及意義p土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)p塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析p土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)p結(jié)論與展望一、研討背景及意義一、研討背景及意義p土石混合體的研討意義p常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)禍體p巖土工程的填筑資料一、研討背景及意義一、研討背景及意義p土石混合體細(xì)觀構(gòu)造建?，F(xiàn)狀p二維:數(shù)字圖像重建(徐文杰，廖秋林),隨機(jī)生成凸多邊形(徐文杰)一、研討背景及意義一、研討背景及意義p土石混合體細(xì)觀構(gòu)造建?，F(xiàn)狀p二維:數(shù)字圖

2、像重建(徐文杰，廖秋林),隨機(jī)生成凸多邊形(徐文杰)數(shù)字圖像數(shù)字圖像重建模型隨機(jī)生成模型一、研討背景及意義一、研討背景及意義p土石混合體細(xì)觀構(gòu)造建?，F(xiàn)狀p二維:數(shù)字圖像重建(徐文杰，廖秋林),隨機(jī)生成凸多邊形(徐文杰)p三維:隨機(jī)生成球體、橢球體、凸多面體(徐文杰，夏薇),CT三維重建(課題組正在開(kāi)展)一、研討背景及意義一、研討背景及意義p土石混合體細(xì)觀構(gòu)造建模現(xiàn)狀p二維:數(shù)字圖像重建(徐文杰，廖秋林),隨機(jī)生成凸多邊形(徐文杰)p三維:隨機(jī)生成球體、橢球體、凸多面體(徐文杰，夏薇),CT三維重建(課題組正在開(kāi)展)CT掃描重建模型球形塊石模型多面體塊石模型一、研討背景及意義一、研討背景及意義p

3、土石混合體細(xì)觀構(gòu)造建?，F(xiàn)狀p二維:數(shù)字圖像重建(徐文杰，廖秋林),隨機(jī)生成凸多邊形(徐文杰)p三維:隨機(jī)生成球體、橢球體、凸多面體(徐文杰，夏薇),CT三維重建(課題組正在開(kāi)展)p不 足:與實(shí)踐形狀相差很大；CT本錢高、不可反復(fù)p必要性:基于真實(shí)塊石形狀的土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造生成系統(tǒng)研發(fā)一、研討背景及意義一、研討背景及意義土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造生成模塊三維塊石形狀數(shù)據(jù)庫(kù)及統(tǒng)計(jì)分析模塊塊石三維形狀掃描土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)論文研討技術(shù)道路匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容p研討背景及意義p土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)p塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析p土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值

4、實(shí)驗(yàn)p結(jié)論與展望系統(tǒng)研發(fā)-系統(tǒng)構(gòu)架二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)三維塊石形狀數(shù)據(jù)庫(kù)模塊關(guān)鍵問(wèn)題 模型形狀 塊石獲取 接觸判別數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)錄入模模 塊塊查詢管理查詢管理模模 塊塊三維可視化三維可視化模模 塊塊參數(shù)輸入?yún)?shù)輸入塊石樣本塊石樣本生生 成成塊石投放塊石投放三維可視化三維可視化與模型輸出與模型輸出土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造生成模塊模型生成模塊-關(guān)鍵問(wèn)題一：模型形狀正方體模型圓柱體模型恣意封鎖幾何體模型二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模型生成模塊-關(guān)鍵問(wèn)題二：塊石樣本塊石樣本塊石樣本等比例縮放等比例縮放( (粒徑不滿足粒徑不滿足要求要求) )直

5、接獲取直接獲取( (粒徑滿足要粒徑滿足要求求) )三維塊石形狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包含相離相交p 判別外包盒能否相離p 判別能否有點(diǎn)在塊石內(nèi)部p 判別能否一切點(diǎn)在塊石內(nèi)部二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模型生成模塊-關(guān)鍵問(wèn)題三：接觸判別模型生成模塊-生成的模型正方體模型圓柱體模型恣意封鎖幾何體模型二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)特征：真實(shí)塊石形狀；真實(shí)粒度組成；真實(shí)試樣模型模型生成模塊-可靠性驗(yàn)證模型模型長(zhǎng)長(zhǎng)寬寬高高產(chǎn)狀產(chǎn)狀產(chǎn)地產(chǎn)地成因成因含石量含石量數(shù)目數(shù)目長(zhǎng)方體長(zhǎng)方體60cm60cm120cm01

6、80糯扎渡人工31.45%786長(zhǎng)方體模型塊石：786含石量：31.45%預(yù)期-實(shí)踐含石量對(duì)比二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)二、三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容p研討背景及意義p土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)p塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析p土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)p結(jié)論與展望三、塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析三、塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析塊石標(biāo)靶Leica C10 三維激光掃描儀點(diǎn) 云提取單個(gè)塊石多站掃描、拼接塊石幾何模型三維重建塊石三維掃描與重建方法唐家山堰塞體塊石滑坡堆積成因184塊塊石三維掃描與重建方法糯扎渡摻礫料

7、塊石人工破碎32塊三、塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析三、塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析三、塊石三維掃描及統(tǒng)計(jì)規(guī)律三、塊石三維掃描及統(tǒng)計(jì)規(guī)律塊石三維形狀統(tǒng)計(jì)分析唐家山唐家山糯扎渡糯扎渡體表比體表比0.70.80.550.65長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比2.02.51.82.0球度球度0.70.80.80.9體表比長(zhǎng)細(xì)比球 度塊石的三維幾何形狀塊石的三維幾何形狀具有良好的自組織性具有良好的自組織性匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容p研討背景及意義p土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)p塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析p土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)p結(jié)論與展望四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)塊石小球填充：D=T

8、/2小球填充：D=T/5小球填充：D=T/10結(jié)論：小球越小，填充效果越好小球越小，數(shù)量越多，計(jì)算量越大顆粒填充堆積實(shí)驗(yàn)直剪實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)p 每個(gè)塊石用小球填充p 摩擦系數(shù)：p 塊石與塊石，0.3p 塊石與地面，0.3p 出口距地面50cm結(jié)論：該方法可以較好地實(shí)現(xiàn)真實(shí)塊石的重力堆積過(guò)程模擬。顆粒填充堆積實(shí)驗(yàn)直剪實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)p 上下兩個(gè)半盒p 尺寸：60cm*60cm*60cmp 豎直向：加載法向應(yīng)力p 程度向：上下半盒運(yùn)動(dòng)方向相反，對(duì)土體進(jìn)展直剪顆粒填充堆積實(shí)驗(yàn)直剪實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法材料材料屬性屬

9、性值值土體土體密度（kg/m3）2350顆粒接觸彈性模量, Ec (MPa)150顆粒接觸泊松比,v0.3顆粒摩擦角, ()8.5顆粒粘聚力, c(kPa)2500塊石塊石密度（kg/m3）2650顆粒接觸彈性模量, Ec (GPa)20顆粒接觸泊松比,v0.5土土- -石石接觸面接觸面接觸摩擦角, ()8.5接觸粘聚力, c(kPa)0.0剪切盒剪切盒 接觸彈性模量, Ec (GPa)50接觸泊松比,v0.5摩擦角, ()5塊石粒度含石量曲線數(shù)值實(shí)驗(yàn)細(xì)觀力學(xué)參數(shù)表顆粒填充堆積實(shí)驗(yàn)直剪實(shí)驗(yàn)細(xì)觀參數(shù)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)摻礫料斷面圖混合料(土體)摻礫料土石混

10、合體顆粒填充堆積實(shí)驗(yàn)直剪實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)闡明：空心點(diǎn)為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，虛線為數(shù)值實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)四、土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析顆粒填充堆積實(shí)驗(yàn)直剪實(shí)驗(yàn)混合料(土體)摻礫料SRM匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容p研討背景及意義p土石混合體三維精細(xì)構(gòu)造建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)p塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析p土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)p結(jié)論與展望p基于真實(shí)塊石的土石混合體精細(xì)構(gòu)造模型生成系統(tǒng)p累積開(kāi)發(fā)代碼共7000余行p特征：真實(shí)塊石形狀；真實(shí)粒度組成；真實(shí)試樣模型p塊石三維形狀掃描及幾何形狀分析p兩種成因、共216個(gè)塊石三維形狀掃描p發(fā)現(xiàn)：不同成因的塊石幾何形狀具有明顯的統(tǒng)計(jì)自組織性p土石混合體細(xì)觀力學(xué)數(shù)值實(shí)驗(yàn)p建立了土石混合體細(xì)觀構(gòu)造DEM模型p運(yùn)用：開(kāi)展了土石混合體細(xì)觀力學(xué)及變形破裂機(jī)理研討五、結(jié)論與展望五、結(jié)論與展望- -結(jié)結(jié) 論論五、結(jié)論與展望五、結(jié)論與展望- -展展 望望p可用于堆石混凝土、堆石料、山區(qū)河床構(gòu)造等方面的研討p自密實(shí)混凝土流動(dòng)機(jī)理和孔隙堵塞機(jī)理p物理力學(xué)特性p優(yōu)化塊石投放方