[发明专利]一种用于藏式毛石墙体的离散元二维数值模拟建模方法

说明书

本发明属于土木工程结构砌体工程领域，其公开了一种用于藏式毛石墙体的离散元二维数值模拟建模方法，解决传统建模方案无法反应相应墙体的真实块体形状和分布情况的问题。该方法包括以下步骤：S1、采集墙体二维图像；S2、利用工程软件对二维图像进行墙体边界轮廓和石材轮廓描绘，生成离散的轮廓块体；S3、对各个轮廓块体进行单独的文件输出，并采用格式转换软件将每一个单独的文件转换成离散元数值模拟软件可识别的格式文件；S4、将转换后的格式文件导入离散元数值模拟软件中，进行属性赋予。该建模方法适用于已有藏式毛石墙体的模拟计算和分析。

技术领域

本发明属于土木工程结构砌体工程领域，特别涉及一种用于藏式毛石墙体的离散元二维数值模拟建模方法。

背景技术

传统藏式毛石建筑是我国最具民族特色的建筑之一，其墙体是由不规则块石和粘土随机组砌而成的多叶石砌体。数值模拟分析是现阶段砌体结构常用的、简便的一种力学性能分析方法。如何建立能真实反应藏式毛石墙体力学性能的模型是一个难点和重点。

由于藏式毛石墙体多叶砌块间联结较弱，现阶段常用的是将三维实体模型简化成二维模型进行分析，具体的建模方法有两种：第一是将不规则块体和粘土匀质化为规则尺寸进行建模，另一种是将块体和粘土按一定比例进行随机分布建模。但藏式毛石墙体有着较大离散性，每面墙体的力学性能均存在较大差异，现有的两种主要建模方法均无法反应相应墙体的真实块体形状和分布情况，易导致力学性能分析结果与实际结果存在较大差异。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种用于藏式毛石墙体的离散元二维数值模拟建模方法，解决传统建模方案无法反应相应墙体的真实块体形状和分布情况的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种用于藏式毛石墙体的离散元二维数值模拟建模方法，包括以下步骤：

S1、采集墙体二维图像；

S2、利用工程软件对二维图像进行墙体边界轮廓和石材轮廓描绘，生成离散的轮廓块体；

S3、对各个轮廓块体进行单独的文件输出，并采用格式转换软件将每一个单独的文件转换成离散元数值模拟软件可识别的格式文件；

S4、将转换后的格式文件导入离散元数值模拟软件中，进行属性赋予。

进一步的，步骤S1中，通过相机采集墙体二维图像，在采集时，需保证图像清晰完整以及图像端正。

进一步的，步骤S2具体包括：

将二维图像导入工程软件中，然后采用人工绘制的方式用多线段绘制墙体的边界轮廓和每块石材的轮廓，同时将边界轮廓和每块石材轮廓按易于分辨的顺序(如从上往下、从左往右)分别设定为一个单独的图层。

进一步的，步骤S3中，所述对各个轮廓块体进行单独的文件输出，具体包括：

利用插件将每一个图层下的轮廓块体输出为一个单独的文件，按照图层名和图层序号对输出的文件进行命名。

进一步的，步骤S4中，在将转换后的格式文件导入离散元数值模拟软件后，可通过图层命名、序号进行查找和识别，进行单个体或多个体轮廓块体的属性赋予和修改。

本发明的有益效果是：

本发明采用基于数字图像的人工绘制建模方法，能较为真实地还原分析对象墙体中块体的形状和分布情况，能良好地适应各种块体轮廓复杂的墙体模型，同时计算结果与墙体实验室测试结果相近。该建模方法适用于已有藏式毛石墙体的模拟计算和分析。

附图说明

图1是实施例中的用于藏式毛石墙体的离散元二维数值模拟建模方法流程图；

图2是采集的墙体原始二维图像；