[发明专利]一种花岗岩细观裂纹结构的数值表征方法

权利要求书

1.一种花岗岩细观裂纹结构的数值表征方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、随机生成晶粒

在目标区域内随机布设与待生成的花岗岩晶粒数目相等的n个种子，采用泰森多边形分割法将目标区域划分成n个多边形子区域，每个多边形子区域看作一个晶粒，每个晶粒中包含1个种子，n个晶粒的序列编号分别为S₁,S₂,S₃,…,S_k…,S_n，n≥k≥1，且n为正整数；

步骤2)、赋予晶粒材料编号

将n个晶粒分别赋予材料编号M_i，不同的编号代表不同的晶粒种类；其中，i＝1,2,3,...,m，m为晶粒的种类数，m≥2；

步骤3)、随机选取若干个晶粒并裁剪其晶界，生成宽度为d_deta的晶界裂纹；

步骤4)、利用数值模拟软件前处理模块给步骤3)中裁剪后的晶粒赋予步骤2)中各晶粒的材料编号对应的材料模型，再通过布尔运算将裁剪后的晶粒组合生成包含晶界裂纹的花岗岩模型；

步骤5)、设定晶内裂纹长度和取向，在步骤3)裁剪后的晶粒中随机生成宽度为d_inner的晶内裂纹，利用晶内裂纹线段分割晶粒，并建立晶内裂纹集合；

步骤6)、通过草图切割的方式，根据步骤5)晶内裂纹集合中的晶内裂纹对步骤4)所得花岗岩模型进行分割，并赋予晶内裂纹在数值模拟软件中对应的裂纹属性；

步骤7)、建立裂纹接触模型，得到花岗岩细观裂纹宽度的数值表征：d_outer＝d_inner+d_deta。

2.根据权利要求1所述的花岗岩细观裂纹结构的数值表征方法，其特征在于，步骤3)具体为：

3.1、计算晶界裂纹总长：L_outer＝ρ_outer×A_granite，其中，ρ_outer表示晶界裂纹分布密度，A_granite表示花岗岩模型的总面积；

3.2、随机选取任一序列编号的晶粒，对其部分晶界进行裁剪，并标记其所裁剪晶界的中点；

3.3、建立已裁剪晶界序列集合并将选取的第一个晶粒存入，同时建立已裁剪晶界的中点集合并将第一个晶粒已裁剪晶界的中点存入；

3.4、随机选取序列编号为S_k的晶粒，判断晶粒S_k是否在已裁剪晶粒序列集合内，若是，则执行步骤3.5；若否，则执行步骤3.6；

3.5、返回步骤3.4，重新选取晶粒；

3.6、依次判断晶粒S_k的第1至第E_i条晶界的中点是否在已裁剪晶界的中点集合内，其中，E_i的数值小于等于晶粒S_k的总边数，若是，则保留原晶界，若否，则将该晶界向内裁剪d_deta宽度，裁剪后将晶粒S_k存入已裁剪晶界序列集合，并将晶粒S_k裁剪后的晶界中点存入已裁剪晶界的中点集合内；将所裁剪晶界的中心位置存入已裁剪晶界数组中，以防止同一位置处的两条晶界重复裁剪，造成晶界裂纹宽度翻倍；

3.7、计算已裁剪晶界裂纹总长度，若已裁剪晶界裂纹总长度达到设定总晶界裂纹长度L_outer，则完成宽度为d_deta的晶界裂纹的生成，否则，返回步骤3.4，直至已裁剪晶界裂纹总长度达到设定总晶界裂纹长度L_outer。