CN107084895B - 一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法及系统，其方法包括将筛分后的原土石混合体中的块石按预设级配分组，并建立块石模板数据库；构建块石形态结构模型；生成设定大小且封闭的第一模型区域，并在第一模型区域内部充填圆盘颗粒，生成颗粒密实试样模型；将块石形态结构模型导入至颗粒密实试样模型中，并生成土石混合体密实试样模型；根据土石混合体密实试样模型生成土石混合体击实试样模型；根据土石混合体击实试样模型加载模型模拟振动击实试验。本发明通过颗粒密实试样模型来模拟块石的真实形态，通过建立土石混合体击实试样模型能够很好的反应块石颗粒在击实试验过程中颗粒破碎的情况，为分析块石的破碎机理提供了有利条件。

Description

一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法及系统
技术领域
本发明涉及土石混合体力学特性研究技术领域，尤其涉及一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法及系统。
背景技术
随着大规模工程建设，尤其是铁路公路等路基工程的铺填，需要大量的填筑材料，土石混合体以其分布广泛、取材方便、工程性质优良的特性被广泛应用于桥基路基的建设中，然而土石混合体区别于常规的土体和破碎岩体材料，其压实特性较一般土体更为复杂，土石混合体的击实试验是研究其压实特性的重要手段。目前关于开展土石混合体击实试验的研究，主要是借助大型击实仪，从具体三个方面开展研究，一是对土石混合料本身的结构组成考虑，研究目标含石量，级配等对压实效果的影响，二是从击实器具或压实工艺考虑，研究激振频率，激振力等对压实效果的影响。三是从块石颗粒的破碎考虑，研究块石破碎率对压实效果的影响。这些研究虽然从宏观上能够得到各物理量对击实效果的影响，但是不能从根本上解释土石混合体的压实机理，且试验过程繁琐，浪费大量人力物力，试验成本高。
自1971年Cundall提出离散元方法(DEM)以来，离散元法被广泛应用于岩土工程领域的研究，基本思想是基于分子动力学原理，采用圆盘或圆球为基本元素，赋予相应的接触模型来模拟各种复杂力学行为，由于该方法能模拟大变形或流动问题，近些年被应用于土石混合体的力学行为研究，主要研究集中于对块石的表征和土石混合体的剪切力学特性的研究，而对土石混合体压实特性的研究相对较少，并且目前对于土石混合体压实特性的相关研究基本上未考虑块石的真实形态，将块石概化为圆盘或圆球颗粒，这样虽然使得计算模型得以简化，但同时也忽略了块石形状对土石混合体压实特性的影响，同时这种方法也不能考虑块石的破碎对压实特性的影响，从而造成模拟结果与实际击实实验偏差较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法及系统，解决上述利用离散元方法研究土石混合体压实特性时未考虑块石形态，以及块石的破碎性质，从而忽略块石形态以及块石破碎对土石混合体压实特性的影响等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
依据本发明的一个方面，一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，包括如下步骤：
步骤1：筛分原土石混合体试样，将原土石混合体中的块石按预设级配分组，并根据分组后的原土石混合体建立包含各组块石轮廓信息的块石模板数据库；
步骤2：根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量、预设级配和所述块石模板数据库构建块石形态结构模型；
步骤3：生成设定大小且封闭的第一模型区域，并在所述第一模型区域内部充填圆盘颗粒，生成颗粒密实试样模型；
步骤4：将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并生成土石混合体密实试样模型；
步骤5：根据所述土石混合体密实试样模型生成土石混合体击实试样模型；
步骤6：根据所述土石混合体击实试样模型加载模型模拟振动击实试验。
本发明的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，通过组建具有块石形态的圆盘颗粒集来模拟块石的真实形态，克服了利用离散元方法进行土石混合体击实试验时未考虑颗粒形状的不足，另外通过建立土石混合体击实试样模型能够很好的反应块石颗粒在击实试验过程中颗粒破碎的情况，为分析块石的破碎机理提供了有利条件，且较传统试验比较，能够直观的反映土石混合体的击实过程。
依据本发明的另一个方面，一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟系统，包括：数据库模块，用于将筛分后的原土石混合体中的块石按预设级配分组，并根据分组后的原土石混合体建立包含各组块石轮廓信息的块石模板数据库；块石形态结构模型模块，用于根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配构建块石形态结构模型；颗粒密实试样模型模块，用于生成封闭的第一模型区域，并在所述第一模型区域内部充填圆盘颗粒，生成颗粒密实试样模型；土石混合体密实试样模型模块，用于将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并生成土石混合体密实试样模型；土石混合体击实试样模型模块，用于根据所述土石混合体密实试样模型生成土石混合体击实试样模型；击实试验模块，用于根据所述土石混合体击实试样模型加载模型模拟振动击实试验。
本发明的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟系统，通过颗粒密实试样模型模块组建具有块石形态的圆盘颗粒集来模拟块石的真实形态，克服了利用离散元方法进行土石混合体击实试验时未考虑颗粒形状的不足，另外通过土石混合体击实试样模型模块建立土石混合体击实试样模型能够很好的反应块石颗粒在击实试验过程中颗粒破碎的情况，为分析块石的破碎机理提供了有利条件，且较传统试验比较，能够直观的反映土石混合体的击实过程。
附图说明
图1为本发明的一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法流程示意图；
图2为本发明的实施例中土石混合体块石形态结构模型示意图；
图3为实施例中圆盘颗粒密实试样模型示意图；
图4为实施例中土石混合体密实试样模型示意图；
图5为本发明的一个实施例中土石混合体击实试样模型示意图；
图6为本发明的另一个实施例中土石混合体击实试验模型示意图；
图7为本发明的一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，包括如下步骤：
步骤1：筛分原土石混合体试样，将原土石混合体中的块石按预设级配分组，并根据分组后的原土石混合体建立包含各组块石轮廓信息的块石模板数据库；
步骤2：根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量、预设级配和所述块石模板数据库构建块石形态结构模型；
步骤3：生成设定大小且封闭的第一模型区域，并在所述第一模型区域内部充填圆盘颗粒，生成颗粒密实试样模型；
步骤4：将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并生成土石混合体密实试样模型；
步骤5：根据所述土石混合体密实试样模型生成土石混合体击实试样模型；
步骤6：根据所述土石混合体击实试样模型加载模型模拟振动击实试验。
本发明的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，通过组建圆盘颗粒集来模拟块石的真实形态，克服了利用离散元方法进行土石混合体击实试验时未考虑颗粒形状的不足，另外通过建立土石混合体击实试样模型能够很好的反应块石颗粒在击实试验过程中颗粒破碎的情况，为分析块石的破碎机理提供了有利条件，且较传统试验比较，能够直观的反映土石混合体的击实过程。
本实施例中，选取土石混合体的试样目标总质量为200kg，试样目标含石量为40％，预设级配如表1所示：
表1
粒组(mm) 80-60 60-40 40-20 20-10 <10
百分含量/％ 8 16 12 4 60
本实施例中，所述步骤1中，根据分组后的原土石混合体建立块石模板数据库的具体实现为：
步骤11：获取分组后的各组原土石混合体的图像信息；
考虑到块石颗粒太小会增大后面提取块石轮廓的工作量，本实施例中取土石粒径阈值为10mm，将土石混合体试样中，粒径大于10mm的块石筛出，并对这部分块石分别过孔径为20mm、40mm、60mm、80mm的圆孔筛，剔除粒径大于80mm的块石，将其按粒径10-20mm、20-40mm、40-60mm、60-80mm分成四组，分别放入相同大小的托盘中，并放上标尺，利用数码相机对每个托盘的块石进行拍照，保存照片。
步骤12：将各组原土石混合体的图像信息导入CAD中，并提取各组块石对应的轮廓信息；
步骤13：根据各组块石对应的轮廓信息建立块石模板数据库。
将土石混合体的照片按块石粒径全部导入到CAD中，根据标尺显示的托盘尺寸的大小，将图片缩放到托盘的实际尺寸大小，利用多线段分别提取各组托盘块石的轮廓，并标出粒径大小，删除图片，从而生成了含各粒组块石的块石模板数据库。
通过上述方式可以根据预设级配对原土石混合体中的块石进行分组，并根据分组后的原土石混合体准确建立块石模板数据库，便于在后续构建块石形态结构模型时随时调用。
本实施例中，所述步骤2的具体实现为：
步骤21：根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配计算土石混合体试样中块石目标总质量和各组块石的质量；
本实施例的击实试验建模，土石混合体模型的试样目标含石量为40％，设定土石混合体模型试样目标总质量为200kg，所以可知土石混合体模型试样中块石的质量为80kg，根据表1中模型试样中块石的级配，可计算出模型试样中各粒组块石的质量；
步骤22：根据土石混合体中块石的实际密度和各组块石的质量将各组块石的质量转化为二维模型中各组块石的面积；
测得土石混合体中块石的表观密度为2300kg/m3，由于块石形态结构模型为二维模型，所以可将将其看成面密度，并计算出各粒组块石的面积。
步骤23：从所述块石模板数据库中随机选取对应面积的各组块石，并放置在给定封闭的第二模型区域内，生成块石形态结构模型；其中，所述第一模型区域与所述第二模型区域的大小相等。
从块石模板数据库中随机选取对应面积大小的块石，将其随机放入中心位于坐标原点，尺寸为600mm*200mm的矩形第二模型区域内，块石放入过程中，保证块石不发生重叠，保存成DXF文件格式，生成了土石混合体试样块石形态结构模型，如图2所示。
通过预先设定的土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配可以准确构建块石形态结构模型，便于后续将所述块石形态结构模型与所述颗粒密实试样模型得到土石混合体密实试样模型。
本实施例中，所述步骤3的具体实现为：在PFC2D软件中通过“wall”命令生成设定大小且封闭的第一模型区域，根据所述第一模型区域的大小和各组块石对应的面积在所述第一模型区域内部充填设定粒径范围的圆盘颗粒，生成指定孔隙率的颗粒密实试样模型；其中，所述指定孔隙率为使得所述颗粒密实试样模型中的所有圆盘颗粒均赋予土体细观参数后，所述颗粒密实试样模型的质量与所述土石混合体的试样目标总质量相等。
考虑到计算机计算效率，颗粒密实试样模型尺寸选取为600mm*200mm。在PFC2D软件中，通过“wall”命令生成尺寸为600mm*200mm的模型框架，模型中心位于坐标原点，利用爆炸法在框架内部填充粒径为1-2mm的圆盘颗粒，生成指定孔隙率(n＝0.16)的密实试样，如图3所示。
通过向第一模型区域内部充填设定粒径范围的圆盘颗粒，可以构建颗粒密实试样模型，并准确反映出块石颗粒在击实试验过程中颗粒破碎的情况，为分析块石的破碎机理提供了有利条件。
本实施例中，所述步骤4的具体实现为：在PFC2D软件中，通过内置的“geometry”命令将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并将位于块石轮廓内的圆盘颗粒赋予岩石细观参数以模拟块石，将位于块石轮廓外的圆盘颗粒赋予土体细观参数以模拟土体，生成土石混合体密实试样模型。
利用PFC2D中的“geometry”命令将块石形态结构模型文件导入到颗粒密实试样模型中，将位于块石轮廓内部的颗粒分成一组模拟块石，并赋予一定强度的平行粘结模型，块石内部颗粒的密度(ρs)通过块石的表观密度ρd(＝2300kg/m3)与圆盘颗粒试样的指定孔隙率(n＝0.16)，经过公式ρd＝ρs(1-n)转换求得，块石轮廓外部的颗粒分成另外一组模拟土体，并赋予一定参数的接触粘结模型，颗粒密度取1900kg/m3，生成土石混合体密实试样模型，如图4所示。
通过上述方式构建土石混合体密实试样模型，可以准确、直观的模拟出块石颗粒的分布状况。
本实例中，所述步骤5的具体实现为：将所述土石混合体密实试样模型中的位于块石轮廓外的圆盘颗粒进行随机删除，直到所述土石混合体密实试样模型中圆盘颗粒的总质量等于土石混合体的试样目标总质量，生成土石混合体击实试样模型。
击实试验要求试样的总质量一定，本模型设定了土石混合体模型试样的目标总质量为200kg，而已经生成土石混合体密实试模型样中块石的质量为80kg，土颗粒均匀充填整个模型，造成总质量大于200kg，因此为了使模型试样质量满足要求，调用预设的颗粒删除函数，通过随机删除土颗粒来实现模型试样质量达到200kg。调用含石量计算函数，计算得到删除土颗粒试样的试样目标含石量为40.29％，满足实验要求，从而生成了土石混合体击实试样模型，如图5和6所示。
本实施例中，所述步骤6的具体实现为：将所述土石混合体击实试样模型顶部删除，将由一排基本颗粒组成的加载模型设置在所述土石混合体击实试样模型顶部，给所述加载模型中的每个所述基本颗粒赋予预设密度值，并对所述加载模型赋予正弦力，模拟振动击实试验。
振动加载模型采用由50个基本颗粒(pepple)组成的“clump”作为加载模型，颗粒(pepple)直径为12mm，颗粒(pepple)密度为6000kg/m3，并对“clump”赋予正弦力，振幅A＝2200KN，频率为35Hz，为了防止组成加载模型发生旋转和水平位移，将其旋转角速度和水平线速度锁定。
通过加载模型对所述土石混合体击实试样模型施加作用力，从而可以完成土石混合体的击实试验。开始击实模拟，并记录振动加载模型“clump”的接触力以及位移、速度信息，调用干密度函数，监测击实过程中试样干密度的变化情况，调用粘结断裂监测函数，记录粘结断裂发生的位置以及粘结断裂的个数。
如图7所示，一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟系统，包括：数据库模块，用于将筛分后的原土石混合体中的块石按预设级配分组，并根据分组后的原土石混合体建立包含各组块石轮廓信息的块石模板数据库；块石形态结构模型模块，用于根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配构建块石形态结构模型；颗粒密实试样模型模块，用于生成设定大小且封闭的第一模型区域，并在所述第一模型区域内部充填圆盘颗粒，生成颗粒密实试样模型；土石混合体密实试样模型模块，用于将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并生成土石混合体密实试样模型；土石混合体击实试样模型模块，用于根据所述土石混合体密实试样模型生成土石混合体击实试样模型；击实试验模块，用于创建所述土石混合体击实试样模型和加载模型来模拟振动击实试验。
本发明的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟系统，通过颗粒密实试样模型模块组建具有块石形态的圆盘颗粒集来模拟块石的真实形态，克服了利用离散元方法进行土石混合体击实试验时未考虑颗粒形状的不足，另外通过土石混合体击实试样模型模块建立土石混合体击实试样模型能够很好的反应块石颗粒在击实试验过程中颗粒破碎的情况，为分析块石的破碎机理提供了有利条件，且较传统试验比较，能够直观的反映土石混合体的击实过程。
本实施例中，所述数据库模块包括：图像信息单元，用于获取分组后的各组原土石混合体的图像信息；轮廓信息单元，用于将各组原土石混合体的图像信息导入CAD中，并提取各组块石对应的轮廓信息；数据库单元，用于根据各组块石对应的轮廓信息建立块石模板数据库。数据库模块根据预设级配对原土石混合体中的块石进行分组，并根据分组后的原土石混合体准确建立块石模板数据库，便于在后续构建块石形态结构模型时随时调用。
本实施例中，所述块石形态结构模型模块包括：块石质量单元，用于根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配计算土石混合体试样中块石目标总质量和各组块石的质量；块石面积单元，用于根据土石混合体中块石的实际密度和各组块石的质量将各组块石的质量转化为二维模型中各组块石的面积；形态结构单元，用于从所述块石模板数据库中随机选取对应面积的各组块石，并放置在给定封闭的第二模型区域内，生成块石形态结构模型；其中，所述第一模型区域与所述第二模型区域的大小相等。
块石形态结构模型模块通过预先设定的土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配可以准确构建块石形态结构模型，便于后续将所述块石形态结构模型与所述颗粒密实试样模型得到土石混合体密实试样模型。
本实施例中，所述颗粒密实试样模型模块具体用于：生成设定大小且封闭的第一模型区域，根据所述第一模型区域的大小和各组块石对应的面积在所述第一模型区域内部充填设定粒径范围的圆盘颗粒，生成指定孔隙率的颗粒密实试样模型；其中，所述指定孔隙率为使得所述颗粒密实试样模型中的所有圆盘颗粒均赋予土体细观参数后，所述颗粒密实试样模型的质量与所述土石混合体的试样目标总质量相等。颗粒密实试样模型模块通过向第一模型区域内部充填设定粒径范围的圆盘颗粒，可以构建颗粒密实试样模型，并准确反映出块石颗粒在击实试验过程中颗粒破碎的情况，为分析块石的破碎机理提供了有利条件。
本实施例中，所述土石混合体密实试样模型模块具体用于将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并将位于块石轮廓内的圆盘颗粒赋予岩石细观参数以模拟块石，将位于块石轮廓外的圆盘颗粒赋予土体细观参数以模拟土体，生成土石混合体密实试样模型。通过土石混合体密实试样模型模块构建土石混合体密实试样模型，可以准确、直观的模拟出块石颗粒的分布状况。
本实施例中，所述土石混合体击实试样模型模块具体用于：将所述土石混合体密实试样模型中的位于块石轮廓外的圆盘颗粒进行随机删除，直到所述土石混合体密实试样模型中圆盘颗粒的总质量等于土石混合体的试样目标总质量，生成土石混合体击实试样模型。由于击实试验要求试样的总质量一定，本发明中，土石混合体的试样目标总质量一定，且所述土石混合体密实式样模型的质量大于所述土石混合体的试样目标总质量，所以通过土石混合体击实试样模型模块将所述土石混合体密实试样模型中的位于块石轮廓外的圆盘颗粒进行随机删除，可以使得所述土石混合体密实试样模型中圆盘颗粒的总质量等于土石混合体的试样目标总质量，从而满足击实试验的要求。
本实施例中，所述击实试验模块具体用于：将所述土石混合体击实试样模型顶部删除，将由一排基本颗粒组成的加载模型设置在所述土石混合体击实试样模型顶部，给所述加载模型中的每个所述基本颗粒赋予预设密度值，并对所述加载模型赋予正弦力，模拟振动击实试验。击实试验模块通过加载模型对所述土石混合体击实试样模型施加邹永利，从而可以完成土石混合体的击实试验。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：筛分原土石混合体试样，将筛分后的原土石混合体中的块石按预设级配分组，并根据分组后的原土石混合体建立包含各组块石轮廓信息的块石模板数据库；
步骤2：根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量、预设级配和所述块石模板数据库构建块石形态结构模型；
步骤3：生成设定大小且封闭的第一模型区域，并在所述第一模型区域内部充填圆盘颗粒，生成颗粒密实试样模型；
步骤4：将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并生成土石混合体密实试样模型；
步骤5：根据所述土石混合体密实试样模型生成土石混合体击实试样模型；
步骤6：根据所述土石混合体击实试样模型加载模型模拟振动击实试验；
所述步骤2的具体实现为：
步骤21：根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配计算土石混合体试样中块石目标总质量和各组块石的质量；
步骤22：根据土石混合体中块石的实际密度和各组块石的质量将各组块石的质量转化为二维模型中各组块石的面积；
步骤23：从所述块石模板数据库中随机选取对应面积的各组块石，并放置在给定封闭的第二模型区域内，生成块石形态结构模型；
其中，所述第一模型区域与所述第二模型区域的大小相等；
所述步骤6的具体实现为：将所述土石混合体击实试样模型顶部删除，将由一排基本颗粒组成的加载模型设置在所述土石混合体击实试样模型顶部，给所述加载模型中的每个所述基本颗粒赋予预设密度值，并对所述加载模型赋予正弦力，模拟振动击实试验。
2.根据权利要求1所述的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，其特征在于，所述步骤1中，根据分组后的原土石混合体建立块石模板数据库的具体实现为：
步骤11：获取分组后的各组原土石混合体的图像信息；
步骤12：将各组原土石混合体的图像信息导入CAD中，并提取各组块石对应的轮廓信息；
步骤13：根据各组块石对应的轮廓信息建立块石模板数据库。
3.根据权利要求1所述的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，其特征在于，所述步骤3的具体实现为：生成设定大小且封闭的第一模型区域，并根据所述第一模型区域的大小和各组块石对应的面积在所述第一模型区域内部充填设定粒径范围的圆盘颗粒，生成指定孔隙率的颗粒密实试样模型；
其中，所述指定孔隙率为使得所述颗粒密实试样模型中的所有圆盘颗粒均赋予土体细观参数后，所述颗粒密实试样模型的质量与所述土石混合体的试样目标总质量相等。
4.根据权利要求3所述的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，其特征在于，所述步骤4的具体实现为：将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并将位于块石轮廓内的圆盘颗粒赋予岩石细观参数以模拟块石，将位于块石轮廓外的圆盘颗粒赋予土体细观参数以模拟土体，生成土石混合体密实试样模型。
5.根据权利要求4所述的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟方法，其特征在于，所述步骤5的具体实现为：将所述土石混合体密实试样模型中的位于块石轮廓外的圆盘颗粒进行随机删除，直到所述土石混合体密实试样模型中圆盘颗粒的总质量等于土石混合体的试样目标总质量，生成土石混合体击实试样模型。
6.一种基于块石形态的土石混合体击实试验模拟系统，其特征在于，包括：
数据库模块，用于将筛分后的原土石混合体中的块石按预设级配分组，并根据分组后的原土石混合体建立包含各组块石轮廓信息的块石模板数据库；
块石形态结构模型模块，用于根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配构建块石形态结构模型；
颗粒密实试样模型模块，用于生成设定大小且封闭的第一模型区域，并在所述第一模型区域内部充填圆盘颗粒，生成颗粒密实试样模型；
土石混合体密实试样模型模块，用于将所述块石形态结构模型导入至所述颗粒密实试样模型中，并生成土石混合体密实试样模型；
土石混合体击实试样模型模块，用于根据所述土石混合体密实试样模型生成土石混合体击实试样模型；
击实试验模块，用于根据所述土石混合体击实试样模型加载模型模拟振动击实试验；
所述块石形态结构模型模块包括：
块石质量单元，用于根据土石混合体的试样目标总质量、试样目标含石量和预设级配计算土石混合体试样中块石目标总质量和各组块石的质量；
块石面积单元，用于根据土石混合体中块石的实际密度和各组块石的质量将各组块石的质量转化为二维模型中各组块石的面积；
形态结构单元，用于从所述块石模板数据库中随机选取对应面积的各组块石，并放置在给定封闭的第二模型区域内，生成块石形态结构模型；
其中，所述第一模型区域与所述第二模型区域的大小相等；
所述击实试验模块具体用于：将所述土石混合体击实试样模型顶部删除，将由一排基本颗粒组成的加载模型设置在所述土石混合体击实试样模型顶部，给所述加载模型中的每个所述基本颗粒赋予预设密度值，并对所述加载模型赋予正弦力，模拟振动击实试验； 击实试验模块通过加载模型对所述土石混合体击实试样模型施加作用力，从而可以完成土石混合体的击实试验。
7.根据权利要求6所述的基于块石形态的土石混合体击实试验模拟系统，其特征在于，所述数据库模块包括：
图像信息单元，用于获取分组后的各组原土石混合体的图像信息；
轮廓信息单元，用于将各组原土石混合体的图像信息导入CAD中，并提取各组块石对应的轮廓信息；
数据库单元，用于根据各组块石对应的轮廓信息建立块石模板数据库。
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