恭喜中國科學院力學研究所韓宗芳獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜中國科學院力學研究所申請的專利一種不連續級配黏性土DEM模型的系統標定和驗證方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119862753B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-06-13發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510354484.8,技術領域涉及:G06F30/25;該發明授權一種不連續級配黏性土DEM模型的系統標定和驗證方法是由韓宗芳;李玉瓊;王威廉;吳文旭;袁征設計研發完成,并于2025-03-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種不連續級配黏性土DEM模型的系統標定和驗證方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種不連續級配黏性土DEM模型的系統標定和驗證方法,其包括:1DEM模型細觀參數取值的初步確定;(2)各DEM模型細觀參數的敏感性分析;(3)結合敏感性分析結果,各因素逐步優化迭代分析,獲得DEM模型細觀參數優化取值范圍;(4)基于Box?Behnken試驗設計進一步優化DEM模型細觀參數,獲得多組優化參數組合;(5)參數驗證。本發明構思合理,集參數標定、精度驗證和實際實驗于一體,使得參數標定的目的更加明確,可為參數標定比較復雜且參考文獻較少的黏性土,尤其是顆粒級配極不均勻的細粒土或者顆粒材料提供一種更高效的更有方向性地參數標定思路,并可以實現由準靜態受力下的細觀參數標定到動載荷受力模擬下的參數校準和驗證。
本發明授權一種不連續級配黏性土DEM模型的系統標定和驗證方法在權利要求書中公布了:1.一種不連續級配黏性土DEM模型的系統標定和驗證方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1:DEM模型細觀參數取值的初步確定; 步驟2:各DEM模型細觀參數的敏感性分析; 步驟3:結合敏感性分析結果,各因素逐步優化迭代分析,獲得DEM模型細觀參數優化取值范圍; 步驟4:基于Box-Behnken試驗設計進一步優化DEM模型細觀參數,獲得多組優化參數組合; 步驟5:參數驗證; 所述步驟2的具體過程為:以抗剪強度σ和彈性模量E為評價指標,通過對DEM模型細觀接觸參數的不同取值進行計算,對比分析σ和E的單位增量;然后,求得不同取值下單位增量的平均值,作為敏感性大小判斷的依據,計算公式如(1)和(2): ; ; 上式(1)-(2)中x、y為各個DEM模型細觀接觸參數取值; 通過上式(1)-(2)綜合分析可得各DEM模型細觀接觸參數的敏感性大小; 所述步驟4具體包括以下步驟: 步驟4.1:正交旋轉試驗設計及回歸模型 根據所述步驟3獲取的離散元模型參數優化范圍,基于Box-Behnken方法設計標定試驗:即以DEM模型細觀接觸參數中滾動摩擦系數CRF、恢復系數COR、靜摩擦系數CSF和自由表面能JKR為試驗因素,彈性模量和抗剪強度作為優化目標,設計試驗因素與水平數據; 基于Design-Expert軟件設計正交旋轉試驗,對試驗因素組合及對應結果的數據進行多元回歸擬合分析,得到直剪標定試驗多項式回歸模型為: ; 步驟4.2:參數優化及優化參數組合的確定 基于上述步驟4.1中的多項式回歸模型,利用Design-expert軟件中的優化功能進行DEM模型細觀接觸參數的優化;優化標準根據彈性模量和抗剪強度的結果范圍設定;所得優化解并非唯一,而是多個參數組合的方案,該結果可作為動載荷條件下模型參數標定與驗證的依據; 所述步驟5具體包括以下步驟: 步驟5.1:依據所述步驟4獲得的優化參數組合,以沖擊貫入仿真試驗為驗證手段,基于沖擊貫入試驗,首先構建出不連續級配黏土沖擊貫入DEM模型; 步驟5.2:定量分析沖擊貫入試驗中沖擊貫入觸探儀錐尖所受阻力的時程曲線,并與沖擊貫入室內試驗結果作對比,獲取不同工況下的試驗及仿真結果,以抗剪強度為對照指標,當相對誤差小于5%時,實現不連續級配粉質黏土的標定,以及由準靜態受力下的細觀參數標定到動載荷受力模擬下的參數校準和驗證;當相對誤差不小于5%時,則返回到所述步驟4進一步優化DEM模型細觀參數; 所述沖擊貫入試驗中,土壤顆粒與沖擊貫入觸探幾何體之間接觸關系的設置,最初可與顆粒之間的參數保持一致,當確定了最接近試驗結果的參數組合以后,再進行小范圍調整,依次達到微調整使得標定參數更準確。
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