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龙图腾网获悉太原理工大学;攀枝花学院;中国科学院武汉岩土力学研究所申请的专利围岩相似材料细观模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119574248B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411725036.6，技术领域涉及：G01N1/28；该发明授权围岩相似材料细观模拟方法是由谢明星;李宏;高源;卓鸿铭;崔岚;崔臻设计研发完成，并于2024-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本围岩相似材料细观模拟方法在说明书摘要公布了：本发明属于围岩的力学分析领域，涉及一种围岩相似材料细观模拟方法，包括：1制作不同配比下围岩相似材料；2分别进行物理实验，得到不同配比下围岩相似材料的物理参数；3确定颗粒间的接触模型；4基于不同配比下围岩相似材料的物理参数以及接触模型，构建不同配比下围岩相似材料的数值模型；5对不同配比下围岩相似材料的数值模型进行宏观破坏，得到围岩相似材料的力学行为和破坏机制，完成对围岩相似材料细观模拟。本发明提供了一种能够合理地再现围岩相似材料的力学行为、可为隧道工程中软弱围岩的稳定性分析和支护设计提供了较为合理的模拟手段的围岩相似材料细观模拟方法。

本发明授权围岩相似材料细观模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种围岩相似材料细观模拟方法，其特征在于：所述围岩相似材料细观模拟方法包括以下步骤： 1制作不同配比下围岩相似材料，具体实现方式是： 1.1根据GBT50218-2014《工程岩体分级标准》设定围岩材料的力学参数，根据相似比与几何相似比的基本理论，确定围岩相似材料的目标参数； 1.2基于步骤1.1得到的目标参数制作不同配比下围岩相似材料；所述围岩相似材料包括细骨料、粗骨料、胶结剂以及调节剂；所述细骨料包括重晶石以及粉煤灰；所述粗骨料是河砂，所述河砂的粒径是不大于2mm；所述胶结剂是松香在酒精中的饱和溶液；所述酒精是体积分数为95%的工业酒精；所述调节剂是全合成机油、半合成机油或矿物机油； 2将步骤1制备得到的不同配比下围岩相似材料分别进行物理实验，得到不同配比下围岩相似材料的物理性质，记录不同配比下围岩相似材料的物理参数；所述物理实验包括单轴压缩试验以及直接剪切试验，所述物理参数包括重度γ、单轴抗压强度σ、弹性模量E、黏聚力c以及内摩擦角φ； 3确定颗粒间的接触模型； 4基于步骤2得到的不同配比下围岩相似材料的物理参数以及步骤3确定的接触模型，构建不同配比下围岩相似材料的数值模型，具体实现方式是： 4.1确定用于标定的细观参数，具体实现方式是：分析离散元软件PFC2D中不同细观参数对宏观单轴抗压强度与弹性模量的影响程度，设计正交试验，通过极差分析方法分析细观参数，得到不同细观参数对宏观单轴抗压强度与弹性模量的影响程度，根据该影响程度调整物理实验所对应模型的细观参数，直至模型的单轴抗压强度和弹性模量与物理实验的结果相吻合，最终得到用于标定的细观参数； 4.2基于步骤2所进行的直接剪切试验的剪切面进行扫描电镜试验，确定材料内部颗粒的半径与分布情况；测量每种材料的质量与体积并计算得到每种材料的密度；计算不同材料的体积分数；根据不同颗粒的体积与颗粒半径，得到不同配方中不同颗粒的数量占比；根据不同颗粒的颗粒数量占比，在离散元软件PFC2D中内部随机生成颗粒； 4.3在步骤4.2的基础上，根据步骤2在单轴压缩试验测得的单轴抗压强度和弹性模量进行单轴压缩试验，采用步骤4.1得到的用于标定的细观参数对不同试样对应的颗粒接触模量和颗粒黏结强度进行细观参数的标定，完成单轴压缩试验的建模，得到不同配比下围岩相似材料的数值模型； 所述标定的具体方式是： a通过颗粒接触模量Ec初步确定数值模型的弹性模量，直至与实际材料的弹性模量E相吻合； b通过颗粒黏结强度σc确定模型的单轴抗压强度σs，直至与单轴压缩试验得到的单轴抗压强度σ相吻合； c通过颗粒接触刚度比knks最终确定数值模型的弹性模量Es；所述颗粒接触刚度比knks的值是0.9-1.1；其中，kn以及ks分别是颗粒的法向接触刚度以及切向接触刚度； 5对步骤4得到的不同配比下围岩相似材料的数值模型进行宏观破坏，得到围岩相似材料的力学行为和破坏机制，完成对围岩相似材料细观模拟。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人太原理工大学;攀枝花学院;中国科学院武汉岩土力学研究所，其通讯地址为：030024 山西省太原市迎泽西大街79号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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