[发明专利]一种体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法

权利要求书

1.一种体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法,其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选取致灾构造内的典型充填体，制备成岩土力学试验标准试样，开展恒定水压作用下的渗透破坏室内试验，得到渗流作用下充填体累计流失量随时间的变化规律；

步骤2：依据步骤1中各时间段流失后充填体的级配重新配制试样，并分别进行三轴压缩与剪切力学实验，测得各个时间段内试样的力学参数，进而得到充填体力学参数随充填体流失量的变化规律；

步骤3：根据步骤1、2所测得的变化规律，采用DEM软件开展单轴拉伸、三轴压缩与剪切力学试验模拟，最终确定各时间段内对应的各组细观力学参数；得到能够表征充填体宏观力学参数变化规律的DEM接触模型细观参数的关系函数；

步骤4：通过对DEM软件接触模型的二次开发，将步骤3中建立的各细观参数关系函数嵌入到现有颗粒接触模型中，开展单轴压缩、三轴压缩试验模拟，根据模型破坏时宏细观强度的对应关系，更新接触模型的断裂破坏准则，从而实现充填体强度持续弱化过程的模拟；

步骤5：基于室内渗透破坏试验，建立渗透破坏离散元计算模型，采用步骤4中得到的颗粒接触模型及其破裂准则，模拟岩土体的渗透破坏过程。

2.如权利要求1所述的体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法,其特征在于，步骤1中每间隔时间Δt_i，对试验过程中所流出的充填体进行收集、烘干、称重，分别称量每个时间段内所流出的充填体的质量，然后将试验过程中流出的充填体质量进行加和，获得流出的充填体的总质量。

3.如权利要求1所述的体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法,其特征在于，步骤2中：对步骤1中各时间段内流出的充填体进行筛分试验，测得流出的充填体的级配分级，进而得到剩余充填体的各级配比重。

4.如权利要求1所述的体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法,其特征在于，步骤2中的力学参数为抗剪强度τ、抗压强度σ、弹性模量E、粘聚力c和内摩擦角

5.如权利要求1所述的体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法,其特征在于，步骤3中基于各时间段内充填体的宏观力学参数，进行宏细观参数标定，最终确定各时间段内对应的各组细观力学参数。

6.如权利要求1所述的体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法,其特征在于，步骤3中对各个细观力学参数在每个时间段内的取值分别进行函数拟合，揭示充填体宏观力学参数与离散元接触模型细观参数之间的关系，进而得到能够表征充填体宏观力学参数变化规律的DEM接触模型细观参数的关系函数。

7.如权利要求1所述的体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法,其特征在于，将模拟结果与渗透破坏室内试验结果进行对比，通过宏细观破坏模式和力学参数对比来判断所建模型的准确性。

8.如权利要求7所述的体现渗流对岩土体强度弱化的DEM接触模型构建方法,其特征在于，若模拟结果与室内试验结果吻合度较差，则转入步骤3，重新表征充填体宏观力学参数变化规律的DEM接触模型细观参数的关系函数；若模拟结果与室内试验结果吻合度较好，可通过微调细观参数，使模拟结果能够与室内试验结果更好的吻合，从而证明该接触模型模拟强度弱化问题的可行性与准确性。