[发明专利]一种模拟互层岩体数值模型的仿真方法、系统及处理终端

权利要求书

1.一种模拟互层岩体数值模型的仿真方法，其特征在于，所述模拟互层岩体数值模型的仿真方法包括：

利用distribute命令生成球体，并设置密度；

迭代计算使颗粒达到平衡；

生成不同岩层倾角、层厚比、层厚的互层岩体数值模型。

2.如权利要求1所述的模拟互层岩体数值模型的仿真方法，其特征在于，所述仿真方法具体包括：

利用ball distribute命令生成球体，同时设置球体孔隙率、半径、球体生成范围，并设置球体属性密度、阻尼；balldistribute命令按孔隙比分配可重叠的球到一个区域，在迭代计算颗粒运动达到设定的孔隙比时颗粒停止运动。

3.如权利要求1所述的模拟互层岩体数值模型的仿真方法，其特征在于，

假设强风化泥岩层厚a与强风化砂岩层厚b的比值m，层厚比为的比值，强风化泥岩层厚a表示为：强风化砂岩层厚b表示为：

4.如权利要求1所述的模拟互层岩体数值模型的仿真方法，其特征在于，所述利用distribute命令生成球体，并设置密度前，需进行：

设置整个模型生成的空间范围；

设置空间范围内实体的力学参数，包括粘结模量、刚度比、阻尼；

墙体的生成。

5.如权利要求1所述的模拟互层岩体数值模型的仿真方法，其特征在于，所述生成不同岩层倾角、层厚比、层厚的互层岩体数值模型后，需进行：

对颗粒进行分组，使互层岩体数值模型的不同图层中充满颗粒；

删除左右两侧墙体；

对不同组的颗粒赋予不同的平行粘结参数包括：平行粘结模量、刚度比、平行粘结刚度比、颗粒摩擦系数、法向粘结强度、切向粘结强度、平行粘结摩擦角等参数，用以模拟不同层的岩体属性；

同时在OpenFoamt定义网格，确定网格坐标划分网格数量及比例；设置压强，入口压强设置为zerogradient，出口压强设置为固定值，设置流体速度，入口速度y方向为1，其余方向为0，出口速度设置为zerogradient；同时设置流体粘度；

通过离散元软件读取网格数据节点及边界条件流体压强、速度；并设置运行时间间隔，使数据在离散元中运行一定时间后，把数据交换到OpenFoam软件，在OpenFoam中运行一定时间把数据交换到离散元，以此类推，不断进行交换，使互层岩体与流体耦合。

6.如权利要求5所述的模拟互层岩体数值模型的仿真方法，其特征在于，所述对不同组的颗粒赋予不同的平行粘结参数后，还需进行：

打开应力、应变、裂纹记录及能量开关，记录裂纹数量及发展趋势、摩擦能、应变能、动能变化趋势，记录应力、应变变化趋势；

上下墙体以一定的速度分别向下、向上移动，应力为先上升后下降的趋势，当下降应力值小于峰值应力的70％时；墙体停止移动，试验结束，并测量单轴压缩试验的弹性模量、及泊松比。

7.一种模拟互层岩体数值模型的仿真系统，其特征在于，所述模拟互层岩体数值模型的仿真系统包括：

互层岩体数值模型参数生成模块，用于设置整个模型生成的空间范围，还用于设置空间范围内实体的力学参数，包括粘结模量、刚度比、阻尼；还用于墙体的生成；

互层岩体数值模型生成模块，利用distribute命令生成球体，并设置密度；迭代计算使颗粒达到平衡；生成不同岩层倾角、层厚比、层厚的互层岩体数值模型；

不同层的岩体属性模拟模块，用于对颗粒进行分组，使互层岩体数值模型的不同图层中充满颗粒；删除左右两侧墙体；对不同组的颗粒赋予不同的平行粘结参数包括：平行粘结模量、刚度比、平行粘结刚度比、颗粒摩擦系数、法向粘结强度、切向粘结强度、平行粘结摩擦角等参数，用以模拟不同层的岩体属性；

测量模块，用于记录裂纹数量及发展趋势、摩擦能、应变能、动能变化趋势，记录应力、应变变化趋势；还用于上下墙体以一定的速度分别向下、向上移动，应力为先上升后下降的趋势，当下降应力值小于峰值应力的70％时；墙体停止移动，并测量单轴压缩试验的弹性模量、及泊松比。