[发明专利]一种裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法

权利要求书

1.一种裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：

S1、获取岩石试块表面数字图像；

S2、对S1获取的图像进行预处理；

S3、针对预处理后的图像进行处理，识别出岩石试块的主要矿物组分并统计各组分所占的比例；

S4、根据S3的识别结果和统计结果，建立颗粒流模型并对模型参数进行标定；

对模型参数进行标定的内容包括：根据实物岩石试验结果对颗粒流模型的细观力学性质参数进行标定；

细观力学性质参数标定过程包括：以相关试验数值模型作为细观力学性质参数取值的基础，设置平行黏结强度比值，将试样强度作为峰值应力；先设置球形颗粒和平行黏结的接触模量比值，通过调节颗粒接触模量得到岩石试样的弹性模量，然后改变球形颗粒刚度比值以匹配泊松比；再设置侧限压力，逐次降低平行黏接强度，得到岩石试件的峰值应力；最后改变球形颗粒接触模量和平行黏结的弹性模量比值，微调平行黏结的弹性模量，得到与室内试验更为匹配的应力-应变关系；

S5、在S4的颗粒流模型中按所需尺寸和角度设置裂隙模型；删除裂隙模型位置相应的球体颗粒，建立定向裂隙岩石模型；

S6、进行新生裂纹位置和类型的追踪；

S7、根据S6的追踪结果，进行新生裂纹产状信息的统计和分析。

2.根据权利要求1所述的裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法，其特征在于，所述岩石试块为方柱形岩石试块。

3.根据权利要求1所述的裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法，其特征在于，预处理的内容包括平滑处理，以消除噪声影响。

4.根据权利要求1所述的裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法，其特征在于，矿物组分识别的内容包括：根据矿物颗粒表面的不同颜色和亮度变化判断其为何种组分，并采用双阈值分割算法进行具体判断。

5.根据权利要求1所述的裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法，其特征在于，主要矿物组分包括长石、石英和云母。

6.根据权利要求4所述的裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法，其特征在于，统计岩石试块的主要矿物组分的比例的内容包括：统计各矿物组分在灰度图像中所对应像素点的总面积，进而获得该组分的像素点总面积与岩石像素点总面积的比例，并以此比例作为该矿物组分在岩石试块中所占的比例。

7.根据权利要求1所述的裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法，其特征在于，步骤S5中所需尺寸和角度包括：裂隙倾角β、相邻两裂隙的水平间距c和竖直间距d；

通过调节以上三个参数，模拟出裂隙模型不同设置位置时的工况条件。

8.根据权利要求1所述的裂隙岩石颗粒流模型构建及新生裂纹产状分析方法，其特征在于，步骤S6的内容包括：采用命令语句跟踪颗粒接触点破坏情况，根据内置函数传递参数来确定外荷作用下岩石中新生裂纹的位置和类型；

新生裂纹包括剪切裂纹和拉伸裂纹。