技术特征：
1.一种连续-非连续数值模型连接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：将建好的连续数值模型导入flac3d6.0平台，遍历节点找出模型范围，并将模型左、右、前、后、底边界设置为粘滞边界以吸收能量；步骤s2：设置非连续数值模型对应的分组，将分组边界放大以保证放大后范围比实际区域超出至少2个平均颗粒尺寸为准；步骤s3：在模型区域内生成特定颗粒尺寸的圆球，采用颗粒伺服法均匀化处理颗粒体系，使颗粒体系趋于平衡；步骤s3包括以下步骤：步骤s31：采用步骤s2定义的非连续区域边界几何定义为几何组，名称可自指定，此处以“exterior”称之，同时将其转化为墙，组名也为“exterior”；步骤s32：利用flac3d平台中随机投放圆球的功能，在步骤s2生成的几何组“exterior”控制下生成一系列圆球(半径r)，r值处于圆球最小半径rmin最大半径rmax之间，呈均匀随机分布，所有颗粒半径的平均值约等于最小与最大半径的平均值，记作rave，其中最大颗粒半径与最小颗粒半径比值以1.0～3.0之间为宜；步骤s33：将模型区域内的所有圆球之间的接触设置为线性接触模型，设置法向刚度参数kn＝1e8n/m，切向刚度参数ks＝1e8n/m，令颗粒体系以时间步长1.0运行一定迭代步，如2万步，令颗粒体系基本平衡；步骤s34：遍历所得几何组“exterior”的顶点，计算出容纳几何范围的最小长方体，由xmin0，xmax0，ymin0，ymax0，zmin0，zmax0限定，在该长方体范围内，设定测量圆半径取平均颗粒半径的5倍，生成一系列规则的测量圆；步骤s35：通过测量圆控制应力大小，通过缩小、放大所有颗粒半径，令测量圆的平均应力值为100kpa使得颗粒体系趋于平衡，平衡后模型即为非连续模型部分控制域内的非连续颗粒体系；步骤s4：在模型内对与实体单元重叠的重叠圆球，采用单元内插法计算重叠圆球的位移、速度、加速度，通过重叠圆球颗粒之间的传力将荷载传递到离散模型范围内；步骤s5：标定搭接区域细观力学参数，按照牛顿第二定律将离散模型和连续数值模型中的状态相互传递，逐步计算应力波传播过程，记录节点和离散球的位移、速度、加速度峰值，得到反应谱数据；步骤s5包括以下步骤：步骤s51：对颗粒体系细观参数标定时，应满足：模型搭接区颗粒参数体现出的宏观性质与连续模型宏观性质一致或接近一致，以保证模型搭接区应力波的稳定；步骤s52：设置颗粒体系计算时间步为一较小值dt，如1.0e-7(足够小以保证应力波稳定),在已知任一时刻t模型各节点的速度时，通过插值法计算重叠区域内颗粒所处位置的速度，将所得速度赋值给处于相应位置的球i，从而实现应力波产生的波动传递到不连续区域的颗粒体系中；步骤s53：在t+dt时刻颗粒体系所受的力传递到球i后，该力作为集中力传递到连续数值模型中参与计算，重复步骤s52～s53，直至应力波在该边界上连续光滑的传递，从而实现应力波的透射；步骤s54：在每一个时间步上均对比节点和离散球的位移、速度、加速度峰值，并记录所
得最大值，得到反应谱数据。2.根据权利要求1所述的连续-非连续数值模型连接方法，其特征在于，步骤s1包括以下步骤：步骤s11：将非连续域作为连续模型处理，将建立的连续模型导入flac3d6.0及以上版本平台，模型由各节点坐标和单元构成，其中节点坐标为(x，y，z)，单元为(每个单元含8个节点以及单元分组名称)；步骤s12：原则上模型在水平面上投影为规则矩形，故设定模型范围在x向最小值为x
min
(初值100000)，最大值为x
max
(初值为-10000)；模型范围在：y向最小值为y
min
(初值100000)，最大值为ymax(初值为-100000)；模型在z向最小值z
min
(初值100000)，遍历模型所有节点并更新x
min
、x
max
、y
min、
y
max
、z
min
。3.根据权利要求2所述的连续-非连续数值模型连接方法，其特征在于，更新步骤为：若节点x的坐标小于x
min
，则用x替换x
min
；若节点坐标x值大于x
max
，则用x替换x
max
；若节点坐标y值小于y
min
，则用y替换y
min
；若节点坐标y大于ymax，则用y替换ymax；若节点坐标z小于zmin，则用z替换zmin。4.根据权利要求1所述的连续-非连续数值模型连接方法，其特征在于，步骤s12还包括：设置边界容差error＝0.05，设置模型左边界x坐标处于[xmin-error，xmin+error]，右边界x坐标处于[xmax-error，xmax+error]，前边界y坐标处于[ymin-error，ymin+error]，y坐标处于[ymax-error，ymax+error],底边界z坐标处于[zmin-error，zmin+error]；并在模型的法线方向和水平方向上分别设置独立的阻尼器以吸收模型内部振动产生的入射波；阻尼器提供的法向粘滞力t
n
和切向粘滞力t
s
如式(1)所示：式中：v
n
,v
s
分别为模型边界上法向和切向的速度分量，ρ为介质密度，c
p
,c
s
分别为模型的p波和s波的波速。5.根据权利要求1所述的连续-非连续数值模型连接方法，其特征在于，步骤s2中的分组边界放大操作包括以下步骤：步骤s21：针对存在破坏风险的连续模型分组，将其外边界几何输出为非连续模型边界，该边界由一系列三角形集合成，估计连续模型平均颗粒半径rave0的值；步骤s22：对非连续模型边界几何进行法向判断，判断条件及对应操作：1)如果模型边界的法向量为正，则将边界下半部分的位置下移至少2倍平均颗粒半径；2)如果模型上边界为边坡面，则上边界不可更改；3)如果模型上边界不是模型外表面而是中间层，上边界也可向上平移至少2倍平均颗粒半径。6.根据权利要求1所述的连续-非连续数值模型连接方法，其特征在于，步骤s4包括以下步骤：步骤s41：遍历所有实体单元zone和颗粒ball，根据实体单元和颗粒的几何位置将模型分为：连续模型区、离散模型区、模型搭接区，模型中岩桥区的颗粒即为边界控制颗粒，该区域为实体单元和颗粒重叠的重叠区域；步骤s42：由于一个实体网格单元可能与一个或者多个颗粒重叠，重叠区域位移的传递
按下式计算：式中：在离散区域中α等于1，β等于0；在连续区域中，α等于0，β等于1；对于ball-zone耦合方法，α和β在重叠区域中从0到1线性变化，α
j
和β
i
分别是离散颗粒和连续单元的系数，取值范围为0.01到0.99；m
j
为离散颗粒的质量，d
j
为离散颗粒的位移，f
jtot
是作用在离散颗粒上的外力，λ
j
为离散颗粒的拉格朗日乘数，n
j
为离散颗粒的数目；m
i
为连续单元的质量，u
i
为连续单元的位移，f
itot
是作用在连续单元上的外力，λ
k
为连续单元节点上的拉格朗日乘数，n
i
为连续单元的数目；k为运动矩阵，k
jk
是由经典插值函数定义的单元运动矩阵，u
k
是包围离散颗粒j的连续单元i的八个节点(k)的位移函数。
技术总结
本申请公开了一种连续-非连续数值模型连接方法，包括以下步骤：步骤S1：将建好的连续数值模型导入FLAC3D6.0平台，遍历节点找出模型范围，并将模型左、右、前、后、底边界设置为粘滞边界以吸收能量；步骤S2：设置非连续数值模型对应的分组，将分组边界放大以保证放大后范围比实际区域超出至少2个平均颗粒尺寸为准；步骤S3：在模型区域内生成平均颗粒尺寸r的圆球，采用颗粒伺服法均匀化平衡处理颗粒体系，使颗粒体系趋于平衡；步骤S4：在模型内对与实体单元重叠的重叠圆球，采用单元内插法计算重叠圆球的位移、速度、加速度，通过重叠圆球颗粒之间的传力将荷载传递到离散模型范围内。该方法能有效实现连续数值模型中应力波圆滑地传递到非连续模型区域。非连续模型区域。非连续模型区域。
技术研发人员：冯业林 黄青富 毛华 陈光明 谢洪林 王显治 詹虎跃 杨肖锋 刘小岩
受保护的技术使用者：华能澜沧江水电股份有限公司
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/3/7