[发明专利]一种水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区方法

权利要求书

1.一种水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、建立待投放水泥颗粒库：

选定水泥颗粒形状，借助激光粒度分析仪获取待投放的水泥颗粒的粒径分布，拟定投放水泥颗粒的水灰比为w/c、投放区域总体积为v、水泥密度为ρ_c，则水泥颗粒总体积为1/(1+ρ_c(w/c))×v；进而结合水泥颗粒的形状和粒径分布信息，确定每种不同粒径的水泥颗粒的个数及所有水泥颗粒总个数N，生成待投放水泥颗粒库，N为正整数；

步骤二、确定水泥颗粒投放序列：

从步骤一生成的水泥颗粒库中利用随机数随机逐个选出所有水泥颗粒，生成一个投放序列，即按随机选出的顺序给N个水泥颗粒进行排序；

步骤三、颗粒投放区域的分层、分区：

将整个水泥颗粒待投放区域按实际施工中浇筑混凝土方法进行分层，根据总的水泥颗粒个数，将整个投放区域以其高度方向分为至少两层；将每一层投放区域按实际混凝土浇筑的次序分区，每层投放区域划分为多个区；

步骤四、投放水泥颗粒：

按步骤二中颗粒投放序列的顺序依次取出水泥颗粒投放到步骤三中已经划分好层、区的投放区中，直至投放完N个水泥颗粒。

2.根据权利要求1所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，拟定水泥颗粒为球形。

3.根据权利要求2所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，所述投放区域为100um*100um*100um的立方体，最小单元为尺寸为1um的正方体像素，即水泥和水占据10⁶个像素的空间，代表水泥像素个数即1/(1+ρ_c(w/c))×1000000，每个像素对应一个唯一的三维坐标。

4.根据权利要求3所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，所述投放水泥颗粒时，先浇筑底部的中间区域，然后接着投放该层其他区域，然后换层投放第二层中间区域，依次投放。

5.根据权利要求4所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，进行水泥颗粒投放时，下一个颗粒投放的位置不得与当前区的颗粒位置有重叠，如果有重叠，就在当前区寻找随机寻找其他不重叠的位置；如果当前区内无法随机找到合适的投放位置，则换区投放。

6.根据权利要求5所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，所述对每个区内随机生成的颗粒位置需满足边界检测和接触检测。

7.根据权利要求1‐6中任一项所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，进行颗粒投放时，换区投放的标识设为每个区投固定的颗粒个数n，每个区投放的颗粒个数超过n即换区。

8.根据权利要求7所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，所述n可以设为N/区的总个数，n为正整数。

9.根据权利要求7所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，所述n为设定固定值，该固定值小于N。

10.根据权利要求1‐6中任一项所述的水泥基材料颗粒三维随机投放的分层分区投放方法，其特征在于，进行颗粒投放时，换区的标识设为当前区投满再换区投放，如果当前某个区所有待投放的颗粒均无法在该区生成合适的位置即换区。