[发明专利]一种考虑岩石结构特征和矿物组成的细观模型生成方法

摘要

本发明公开了一种考虑岩石结构特征和矿物组成的细观数值模型生成方法。能够考虑岩石的细观结构特征和矿物组成，建立反映岩石结构特征和矿物组成的细观数值模型，能够更加真实进行岩石力学数值模拟。本发明包括以下步骤：对岩石试样进行岩石结构特征分析得到矿物颗粒的尺寸、形态、矿物类型等信息；将不规则形状的矿物颗粒简化为一尺寸缩小的圆球，采用粒径膨胀法使颗粒发生重排列，获得一个较为密实的结构；然后提取颗粒空间位置和尺寸等信息，对颗粒集合体进行基于Voronoi图的空间区域划分；最后将得到的Voronoi多晶体结构进行有限元网格划分，并在矿物颗粒边界和颗粒内部插入无厚度界面单元，生成可反映岩石结构和岩相结构的有限元数值模型。

主权项

1.一种考虑岩石结构特征和矿物组成的细观数值模型生成方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤1，通过岩石结构特征分析，得到矿物颗粒分布和颗粒几何信息：步骤2，离散元模拟；将由步骤1中将岩石结构特征分析得到的矿物颗粒分布和颗粒几何信息收集汇总，将不规则形状的矿物颗粒简化为一尺寸缩小的圆球，采用离散单元法模拟岩石试样内颗粒粒径逐渐膨胀的过程，直至颗粒体系和真实岩石试样具有相同的结构特性即颗粒粒径是否达到矿物颗粒尺寸分布时，停止颗粒粒径膨胀及离散元数值模拟，完成岩石试样建模；步骤3，生成数值模拟；提取岩石试样模型中颗粒空间位置和尺寸信息，对颗粒集合体进行基于Voronoi图的空间区域划分，每个Voronoi元胞对应一个不规则形状的矿物晶粒；根据岩石中不同矿物类型的体积分数，给每个Voronoi元胞代表的矿物晶粒分配矿物类型；步骤4，生成有限元模型；将得到的Voronoi多晶体结构进行有限元网格划分，并在矿物颗粒边界和颗粒内部插入无厚度界面单元，生成可反映岩石结构和岩相结构的有限元数值模型，完成细观数值模型生成。