[发明专利]碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法、系统及存储介质

说明书

一种碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法、系统及存储介质，界定量化方法包括以下步骤：获取碎石粒料的三维空间结构，计算碎石粒料的颗粒配位数，确定中心颗粒与配位颗粒；在中心颗粒与配位颗粒的接触位置分别制作两个颗粒的法线和垂直于法线的切面，根据两个颗粒对应的法线和切面的表达式，计算出两个法线和切面的参数值；比较两个法线和切面的参数值，确定配位颗粒与中心颗粒的接触方式。本发明可以确定的配位颗粒与中心颗粒的接触方式更加丰富，能真实反映碎石粒料良好的物理力学性能，通过本发明可以判定碎石粒料在不同材料组成和成型工艺下的颗粒接触方式，为进行碎石粒料的物理力学性能分析奠定基础，对于实现碎石粒料的科学应用提供条件。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法、系统及存储介质。

背景技术

碎石颗粒是组成道路工程建设的主要材料，其颗粒形状、颗粒粒径等细观参数对碎石粒料的物理力学性能具有决定性作用，而颗粒与颗粒之间的接触方式是重要的细观参数，但目前研究中对碎石粒料颗粒接触方式的考虑不足，将碎石颗粒简化为球体或卵石型颗粒，颗粒接触方式均以点-点式接触呈现。然而，真实的碎石颗粒呈现多面体形状，由多个不同的面组成，颗粒间接触方式不再是只有点-点式接触。两接触颗粒间可能存在的接触方式有：点-点式、点-线式、点-面式、线-线式、线-面式以及面-面式六种。

相比于点-点式接触，面接触和线接触更加有利于提高碎石粒料结构的稳定性、增大颗粒发生移动和重组的阻力，从而使碎石粒料结构的抗变形能力得到提升。故而采用点-点式接触描述颗粒间的接触关系过于简化，并不能真实反映碎石粒料良好的物理力学性能。因此，针对颗粒间的接触方式需要进行准确界定与量化，从而开展碎石粒料结构的物理力学性能提升提供有效途径。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中对碎石粒料颗粒接触方式仅采用点-点式描述，而缺乏真实多种接触方式界定量化的问题，提供一种碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法、系统及存储介质，为研究碎石粒料物理力学性能的影响机理和性能提升提供途径。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

第一方面，提供一种碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法，包括以下步骤：

获取碎石粒料的三维空间结构，计算碎石粒料的颗粒配位数，确定中心颗粒与配位颗粒；

在中心颗粒与配位颗粒的接触位置分别制作两个颗粒的法线和垂直于法线的切面，根据两个颗粒对应的法线和切面的表达式，计算出两个法线和切面的参数值；

比较两个法线和切面的参数值，确定配位颗粒与中心颗粒的接触方式。

作为本发明碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法的一种优选方案，在所述获取碎石粒料的三维空间结构，计算碎石粒料的颗粒配位数的步骤中，获取的碎石粒料的颗粒均为凸多面体颗粒，对颗粒粒径大于4.75mm以上颗粒进行配位数计算。

作为本发明碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法的一种优选方案，在所述确定中心颗粒与配位颗粒的步骤中，确定中心颗粒与配位颗粒的接触点坐标以及中心颗粒与配位颗粒存在接触的面或边的顶点坐标。

作为本发明碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法的一种优选方案，所述在中心颗粒与配位颗粒的接触位置分别制作两个颗粒的法线和垂直于法线的切面，根据两个颗粒对应的法线和切面的表达式，计算出两个法线和切面的参数值的步骤中：

两个颗粒对应的法线的表达式如下：

两个颗粒对应的切面的表达式如下：

A₁x+B₁y+C₁z+D₁＝0