(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210468068.7 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 山西省交通 规划勘察设计院有限公 司 地址 030032 山西省太原市山西省示范区 武洛街27号 申请人 中国地质大 学 （北京） (72)发明人 刘小龙　陈汝先　梁世春　宋晓雷　 王汉勋　张彬　 (74)专利代理 机构 北京中知星原知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11868 专利代理师 艾变开 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/25(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种碎屑岩接触模型参数获取方法及边坡 稳定性分析方法 (57)摘要 本发明提供一种基于DEM的碎屑岩接触模型 参数获取方法， 包括： 进行现场水平推剪试验， 获 取碎屑岩力学参数， 并建立原位尺度颗粒模型； 以离散元方法构建粒子群优化算法， 进行碎屑岩 接触模型参数反演， 包括： 构建适宜度函数， 并初 始化粒子群； 进行粒子校核； 更新粒子的速度和 位置； 获取最优解； 获取碎屑岩接触模型参数。 本 发明进一步进行碎屑岩边坡 稳定性分析。 本发明 通过构建适宜度函数， 应用粒子群优化算法反演 碎屑岩接触模型参数， 提高了计算效率和计算精 度。 通过本发明的分析方法， 为碎屑岩细观力学 参数获取及边坡稳定性分析提供了一种有效手 段， 解决边坡工程中的风化碎屑岩边坡稳定系数 计算、 灾害防治等工程实 践问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114722478 A 2022.07.08 CN 114722478 A 1.一种基于DE M的碎屑岩接触模型参数获取 方法， 包括以下步骤： (1)进行现场水平推剪试验， 获取碎屑岩力学参数， 并建立原位尺度颗粒模型； (2)以离散元方法构建粒子群优化 算法， 进行碎屑岩接触模型参数反演， 包括： (21)构建适宜度函数， 并初始化粒子群； (22)进行粒子校核； (23)更新粒子的速度和位置； (24)获取最优解； (3)得到接触模型参数反演结果， 由反演结果获取碎屑岩接触模型参数。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤(1)中， 碎屑岩力学参数包括： 碎屑岩 峰值荷载及对应位移、 残余荷载。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤(21)中构建适宜度函数 具体为： 以碎屑岩峰值荷载及对应位移、 残余荷载三个指标构建适宜度函数： 式中： 为适宜度值； Ft、 Fs分别为峰值荷载 试验值与模拟值； Dt、 Ds分别为峰值荷载对应位移试验值与模拟值； Rt、 Rs分别为残余荷载 试验值与模拟值； ω1、 ω2、 ω3分别为峰值荷载及对应位移、 残余荷载对应的权 重， 其和为1。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤(21)初始化粒子群具体为： 选择接触模型， 以模型参数为未知量， 确定取值范围， 初始化粒子群。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤(21)初始化粒子群后还 包括： 1)调用水平推剪试验， 将粒子的颗粒模型参数输入原位尺度颗粒模型， 进行水平推剪 过程数值模拟， 得到力学参数模拟值； 2)将力学参数模拟值代入适宜度函数， 执 行步骤(2 2)， 进行粒子校核。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤(2 2)进行粒子校核具体为： 1)以适宜度函数计算每个粒子的适宜度值， 并对比该粒子在历史上的最优适宜度值， 其对应位置为该 粒子的个 体最优位置； 2)更新个 体最优适宜度值和最优位置； 3)完成每个粒子的校核后， 依次比较每个粒子的个体最优适宜度值和全局最优适宜度 值， 并不断更新全局最优适宜度值， 其对应位置为全局最优位置， 即 当前最优解； 4)判定是否满足条件， 若是， 则结束校核， 得到接触模型参数反演结果， 若否， 则更新粒 子的速度和位置， 重新执 行步骤(2 2)进行粒子校核。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤(23)更新粒子的速度和位置具体为： 确定合理的参数取值， 并更新每个粒子的速度和位置， 即粒子在解域空间内随机运动， 其运动轨迹受自身最优位置和全局最优位置共同影响。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤( 23)更新粒子的速度和位置后还包 括： 1)调用水平推剪试验， 将粒子的颗粒模型参数输入水平推剪试验， 进行水平推剪过程权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114722478 A 2数值模拟， 得到力学参数模拟值； 2)将力学参数模拟值代入适宜度函数， 执 行步骤(2 2)， 继续进行 粒子校核。 9.一种碎屑岩边坡稳定性分析 方法， 包括以下步骤： (1)由权利要求1～8任一项所述的方法获取碎屑岩接触模型参数； (2)结合现场工程实际， 概 化碎屑岩数值模型， 并分级建立颗粒模型； (3)计算每一级边坡安全系数， 分析边坡稳定性。 10.根据权利要求9所述的分析 方法， 其特 征在于： 碎屑岩边坡为多 级强风化碎屑岩边坡。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114722478 A 3