CN108710769A - 一种离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法 - Google Patents

一种离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法 Download PDF

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吴峰
肖衡林
库准
邓谦
陈智
胡智
刘鸣
刘一鸣
张晋
付佩
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Abstract

本发明公开了一种基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型构建方法，包括：对粒径大于4.75mm的砂土颗粒进行统计分析，获取砂土颗粒形态特征相关的统计规律，建立统计模型，确定砂土颗粒形态分布相关参数取值；根据实际路堤填料中砂土颗粒的随机分布规律，获取砂土颗粒的方位角和中心位置坐标等颗粒分布特征；根据砂土颗粒形态分布相关参数和砂土颗粒分布特征利用FISH语言对PFC2D3.0进行二次开发，实现随机形态砂土颗粒模型建立。本发明使用内置的FISH语言编程实现，模拟时砂土颗粒的二维模型更符合实际砂土颗粒形态，通过砂土形态规律确定大粒径砂土颗粒离散元建模，以此达到采用离散元方法分析砂土颗粒细观力学特性的目的。

Description

一种离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法
技术领域
本发明涉及路基填料的二维离散元仿真技术，尤其涉及一种基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法。
背景技术
离散单元法以非连续介质力学理论为基础，以单个块体或颗粒为基本单元，单元之间无需满足位移连续和变形协调条件，适用于求解岩土体非连续变形问题，已经被广泛应用到岩土工程中。目前，众多研究者利用颗粒流离散单元法分析岩土结构时，将模型中的砂土视为球形(圆盘形)颗粒，这与现实中砂石形状极其不规则的情况不相符合，也有学者采用“Clump”(团颗粒)方法构建各种类型的非圆颗粒单元，一般利用三个圆盘颗粒构造形状上近似椭圆的团颗粒，但是椭圆颗粒团的形状单一，在颗粒形态上也与真实砂土有明显差异。因此需要一种任意形状多面体骨料构建方法以解决上述问题。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种简单易行、模拟效果良好的离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法。
为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法包括以下步骤：
1)通过筛分法确定路堤填料中的砂土颗粒的级配，并对筛选出的粒径大于4.75mm的砂土颗粒进行拍照，得到粒径大于4.75mm的砂土颗粒的数码图像；
2)运用IPP6.0图像处理软件将步骤1)中的数码图像转化为二值图像，通过二值图像建立直角坐标系，所述直角坐标系的横坐标是单个砂土颗粒边界数；直角坐标系的纵坐标是单个砂土边界数出现的概率，所述单个砂土边界数出现的概率是单个砂土颗粒边界数的概率密度函数；
3)在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，使用墙体单元建立初始简化的矩形模型边界，分别用排列规则的纯圆小粒径颗粒在初始矩形边界的横向以及纵向进行填充；
4)根据步骤1)中确定粒径大于4.75mm的砂土颗粒，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，计算单个不规则砂土颗粒Clump在随机分布时的方位角；
5)根据步骤1)确定的砂土颗粒级配生成所需粒径砂土颗粒的数目，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，按照砂土颗粒粒径从小到大依次生成不同粒径颗粒所需的数目；
6)在步骤3)所建立的初始矩形模型的边界的二维平面内，以初始矩形模型的边界建立直角坐标系，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，确定随机生成单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标；
7)由步骤2)结果获取颗粒的边界数的均匀分布，根据均匀分布获得单个砂土颗粒Clump边界的最多边界数和最少边界数，根据不规则砂土颗粒Clump的边界闭合顶点数等于边界数，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，确定单个不规则砂土颗粒Clump总顶点数或边界数；
8)根据步骤1)中筛选得到的砂土颗粒的直径作为单个不规则砂土颗粒Clump的长轴，用该长轴将单个不规则砂土颗粒Clump分割为两个部分，分别为单个不规则砂土颗粒Clump左边和单个不规则砂土颗粒Clump右边，并且步骤6)中单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标将长轴分为相等的两段长度；将长轴上第一个顶点分配给单个不规则砂土颗粒Clump左边，将长轴上第二个顶点分配给单个不规则砂土颗粒Clump右边；在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，确定两部分的顶点数；
9)建立单个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点坐标，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，计算每个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点的坐标；
10)根据步骤4)中确定单个不规则砂土颗粒Clump在随机分布时的砂土方位角、步骤5)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的数目、步骤6)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标、步骤7)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的边界数、步骤8)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的长轴两左右部分的顶点数以及步骤9)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的每个顶点的坐标，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，在步骤3)所建立的初始矩形模型边界内使用墙体单元建立单个不规则砂土颗粒Clump的边界。
作为优选，本发明在步骤4)中单个不规则砂土颗粒Clump在随机分布时的砂土颗粒方位角的具体计算方式是：
α＝urand×2π
其中：
urand是服从[0，1]均匀分布的随机数；
π是圆周率。
作为优选，本发明在步骤5)中砂土颗粒粒径从小到大依次生成所需的数目的具体计算方式是：
V2＝(1-n)*V1*m
N＝int(V2/π*R2)
其中：
V2是同一级配砂土颗粒体积；
V1是初始简化的矩形模型的总体积；
n是同一级配砂土的孔隙率，
m同一砂土颗粒粒径的级配；
int()是将数据类型转换为整数型；
R是同一级配砂土颗粒半径；
π是圆周率；
N是砂土颗粒的数目。
作为优选，本发明在步骤6)中单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标的确定方式是：
xc＝a+urand×(b-a)
yc＝c+urand×(d-c)
其中：
a、b、c、d分别是初始矩形模型边界四边的长度；
urand是服从[0，1]均匀分布的随机数。
作为优选，本发明在步骤7)中单个不规则砂土颗粒Clump总顶点数或边界数的具体确定方式是：
n＝int(8+urand×8)
其中：
int()是将数据类型转换为整数型；
n是单个不规则砂土颗粒Clump的总顶点数。
作为优选，本发明在步骤8)中两部分的顶点数的具体确定方式是：
n1＝int(urand×n)
n2＝n-1-n1
其中：
n1是颗粒长轴左边的顶点数；
n2是颗粒长轴右边顶点数；
n是单个不规则砂土颗粒Clump的总顶点数。
作为优选，本发明在步骤9)中每个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点的坐标的计算方式是：
βi＝π/n1
βi＝π/n2
R＝r×urand
xi＝cos(α+∑βi)R+xc
yi＝sin(α+∑βi)R+yc
其中：
r是颗粒长轴长度的一半；
βi是偏移角度；
R是随机的离不规则砂土颗粒Clump中心位置坐标的半径；
xi是每个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点的横坐标；
yi是每个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点的纵坐标；
n1是颗粒长轴左边的顶点数；
n2是颗粒长轴右边的顶点数；
α为砂土颗粒的方位角。
作为优选，本发明所提供的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法在步骤10)之后还包括：
11)在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，采用射线法验证步骤3)中初始矩形模型边界内纯圆小粒径颗粒是否在当前步骤10)中单个不规则砂土颗粒Clump的边界内。
作为优选，本发明在步骤11)中的验证的具体实现方式是：通过二次开发的FISH语言判断当前的纯圆小粒径颗粒是否属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump，如果属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump，则删除当前的单个不规则砂土颗粒Clump墙体单元，返回步骤3)创建边界墙体的位置，重新建立单个不规则砂土颗粒Clump边界；如果纯圆小粒径颗粒不属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump，然后通过开发的FISH程序建立由步骤3)中多个纯圆小粒径颗粒构建的凹多边形或凸多边形新的单个不规则砂土颗粒Clump；最后根据级配生成剩下粒径的砂土颗粒。
本发明的优点是：
本发明提供了一种基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，包括以下步骤：基于图像和筛分法对粒径大于4.75mm的砂土颗粒进行统计分析，获取砂土颗粒粒径、边界数、砂土颗粒的长轴、砂土颗粒数目等砂土颗粒形态特征相关的统计规律，建立统计模型，并根据统计规律确定砂土颗粒形态分布相关参数取值；根据实际路堤填料中砂土颗粒的随机分布规律，获取砂土颗粒的方位角和中心位置坐标等颗粒分布特征；根据砂土颗粒形态分布相关参数和砂土颗粒分布特征利用FISH语言对PFC2D3.0进行二次开发，实现随机形态砂土颗粒模型建立。本发明的不规则砂土颗粒形态模型构建方法，使用内置的FISH语言编程实现，模拟时砂土颗粒的二维模型更符合实际砂土颗粒形态。通过仿真试验分析，验证了本发明中离散元仿真中不规则砂土颗粒模型构建方法的有效性和高精度特性。主要通过砂土形态规律确定大粒径砂土颗粒离散元建模，以此达到采用离散元方法分析砂土颗粒细观力学特性的目的。该方法简化了传统的建模方法，采用数字图像处理技术，能较真实获取砂土二维形态信息，利用PFC2D3.0内置的FISH语言进行二次开发，基于颗粒粒径及随机多边形砂土构建颗粒流模型，实现对不规则砂土边界较为准确的模拟。本发明避免了使用多种软件去辅助建模，显著提高了离散元建模的速度，可实现对砂土材料各种颗粒的模拟，减少现有模拟的工作量，弥补传统圆形颗粒模拟的不足，提高模拟的准确度，解决了现有离散元法不能满足复杂砂土颗粒模型的建立的问题。
附图说明
图1为砂土颗粒的二值图像；
图2为创建纯圆小粒径砂土颗粒模型；
图3为创建多个不规则砂土颗粒Clump；
图4为纯圆小颗粒模型和建立不规则砂土颗粒Clump；
图5是本发明所提供的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法的流程图；
图6为本发明单个不规则砂土颗粒Clump的边界；
图7为本发明中判断纯圆小粒径砂土颗粒的射线法实施的流程图；
图8为本发明PFC2D3.0模拟数据与实际砂土直剪试验数据对比。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
参见图5，本发明提供了一种基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型构建方法，包括以下步骤：
(1)路堤填料中的砂土通过筛分法确定砂土颗粒的级配，并对筛选出的粒径大于4.75mm的砂土颗粒进行拍照，得到粒径大于4.75mm的砂土颗粒的数码照片；
(2)在路堤填料中大于4.75为粗粒料，运用IPP6.0图像处理软件将步骤(1)中粒径大于4.75mm的砂土颗粒的数码图像转化为二值图像(如图1所示)，通过二值图像建立直角坐标系，其中横轴为单个砂土颗粒边界数，纵轴为单个砂土边界数出现的概率，表示单个砂土颗粒边界数的概率密度函数，经统计得到单个砂土颗粒的边界数函数服从[8，16]均匀分布；
(3)在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，使用墙体单元建立初始简化的矩形模型边界，在横向纵向用排列规则的粒径为0.5mm(为了不影响软件的计算效率将粒径规定为0.5mm)纯圆小粒径颗粒在初始矩形边界范围内填充，如图2所示；
(4)在路堤填筑时，单个砂土颗粒的分布具有随机性，单个砂土颗粒的方位角采用在二维平面内的均匀随机分布，根据步骤(1)中确定粒径大于4.75mm的砂土颗粒，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，根据下式计算随机分布的砂土颗粒方位角：
α＝urand×2π
其中urand表示服从[0，1]均匀分布的随机数，π表示圆周率；
(5)根据步骤(1)确定的颗粒级配生成所需粒径砂土颗粒的数目，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，按照下式砂土颗粒粒径从小到大依次生成不同粒径颗粒所需的数目：
V2＝(1-n)*V1*m
N＝int(V2/π*R2)
式中，V2同一级配砂土颗粒体积，V1初始简化的矩形模型的总体积，n表示同一级配砂土的孔隙率，m同一砂土颗粒粒径的级配，int()表示将数据类型转换为整数型，R同一级配砂土颗粒半径，π表示圆周率；
(6)根据单个砂土颗粒在路堤填料中的分布具有很大的随机性，可使用均匀随机分布进行模拟。以初始矩形边界模型建立直角坐标系，在初始矩形模型的边界的二维平面内中随机生成单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，根据下面公式确定单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标：
xc＝a+urand×(b-a)
yc＝c+urand×(d-c)
其中，a、b、c、d表示模型边界四边的长度，urand表示服从[0，1]均匀分布的随机数；
(7)由步骤(2)图像分析结果获取颗粒的边界数和顶点数的均匀分布，根据均匀分布获得单个砂土颗粒Clump边界的最多边界数和最少边界数，根据不规则砂土颗粒Clump的边界闭合顶点数等于边界数，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，按照下式得到单个不规则砂土颗粒Clump总顶点数(边界数)计算方法：
n＝int(8+urand×8)
式中，int()表示将数据类型转换为整数型，n表示总顶点数；
(8)根据(1)中筛分法确定砂土颗粒的直径作为单个不规则砂土颗粒Clump的长轴，用长轴将单个不规则砂土颗粒Clump分割为两个部分，分别为单个不规则砂土颗粒Clump左边和单个不规则砂土颗粒Clump右边，并且步骤(7)中单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标将长轴分为相等的两段长度。将长轴上第一个顶点分配给单个不规则砂土颗粒Clump左边，将长轴上第二个顶点分配给单个不规则砂土颗粒Clump右边。在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，两部分的顶点数计算公式如下：
n1＝int(urand×n)
n2＝n-1-n1
其中，n1表示第一部分的顶点数，n2表示第二部分顶点数，n表示总顶点数；
(9)建立单个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点坐标，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，根据下式计算每个顶点的坐标：
βi＝π/n1
βi＝π/n2
R＝r×urand
xi＝cos(α+∑βi)R+xc
yi＝sin(α+∑βi)R+yc
其中，r表示颗粒长轴长度的一半，βi表示偏移角度，R随机的离不规则砂土颗粒Clump中心位置坐标的半径，xi表示顶点的横坐标，yi表示顶点的纵坐标，n1是颗粒长轴左边的顶点数，n2是颗粒长轴右边的顶点数，α为砂土颗粒的方位角；
(10)根据步骤(4)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的方位角，步骤(5)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的数目，步骤(6)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标，步骤(7)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的边界数，步骤(8)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的长轴两左右边的顶点数，步骤(9)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的每个顶点的坐标，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，在初始矩形边界内使用墙体单元建立单个不规则砂土颗粒Clump的边界，如图6所示；
(11)在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，采用射线法验证(3)中初始矩形边界内纯圆小粒径颗粒是否在当前(10)中单个不规则砂土颗粒Clump的边界内，见图7所示。其中，通过二次开发的FISH语言判断当前的纯圆小粒径颗粒是否属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump，如果属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump则删除当前的单个不规则砂土颗粒Clump墙体单元(删除(10)中建立单个不规则砂土颗粒Clump的所有边界)，程序返回创建边界墙体的位置，重新建立单个不规则砂土颗粒Clump边界。如果纯圆小粒径颗粒不属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump，然后通过开发的FISH程序建立由(3)中多个纯圆小粒径颗粒构建的凹多边形或凸多边形新的单个不规则砂土颗粒Clump，见图3所示。最后根据级配生成剩下粒径的砂土颗粒，见图4所示；
(12)将建立不规则砂土颗粒Clump与实际砂土颗粒进行直剪试验验证力学性能，试验和模拟结果差别不明显，说明本发明能很好反应实际砂土颗粒的力学性能，见图8所示。

Claims (9)

1.一种基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法包括以下步骤：
1)通过筛分法确定路堤填料中的砂土颗粒的级配，并对筛选出的粒径大于4.75mm的砂土颗粒进行拍照，得到粒径大于4.75mm的砂土颗粒的数码图像；
2)运用IPP6.0图像处理软件将步骤1)中的数码图像转化为二值图像，通过二值图像建立直角坐标系，所述直角坐标系的横坐标是单个砂土颗粒边界数；直角坐标系的纵坐标是单个砂土边界数出现的概率，所述单个砂土边界数出现的概率是单个砂土颗粒边界数的概率密度函数；
3)在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，使用墙体单元建立初始简化的矩形模型边界，分别用排列规则的纯圆小粒径颗粒在初始矩形边界的横向以及纵向进行填充；
4)根据步骤1)中确定粒径大于4.75mm的砂土颗粒，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，计算单个不规则砂土颗粒Clump在随机分布时的砂土方位角；
5)根据步骤1)确定的砂土颗粒级配生成所需粒径砂土颗粒的数目，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，按照砂土颗粒粒径从小到大依次生成不同粒径颗粒所需的数目；
6)在步骤3)所建立的初始矩形模型的边界的二维平面内，以初始矩形模型的边界建立直角坐标系，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，确定随机生成单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标；
7)由步骤2)结果获取颗粒的边界数和顶点数的均匀分布，根据均匀分布获得单个砂土颗粒Clump边界的最多边界数和最少边界数，根据不规则砂土颗粒Clump的边界闭合顶点数等于边界数，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，确定单个不规则砂土颗粒Clump总顶点数或边界数；
8)根据步骤1)中筛选得到的砂土颗粒的直径作为单个不规则砂土颗粒Clump的长轴，用该长轴将单个不规则砂土颗粒Clump分割为两个部分，分别为单个不规则砂土颗粒Clump左边和单个不规则砂土颗粒Clump右边，并且步骤6)中单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标将长轴分为相等的两段长度；将长轴上第一个顶点分配给单个不规则砂土颗粒Clump左边，为了不规则砂土颗粒Clump的边界闭合将右边顶点数减少一个顶点；在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，确定两部分的顶点数；
9)建立单个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点坐标，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，计算每个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点的坐标；
10)根据步骤4)中确定单个不规则砂土颗粒Clump在随机分布时的砂土方位角、步骤5)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的数目、步骤6)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标、步骤7)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的边界数、步骤8)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的长轴两左右部分的顶点数以及步骤9)中确定单个不规则砂土颗粒Clump的每个顶点的坐标，在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，在步骤3)所建立的初始矩形模型边界内使用墙体单元建立单个不规则砂土颗粒Clump的边界。
2.根据权利要求1所述的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述步骤4)中单个不规则砂土颗粒Clump在随机分布时的砂土颗粒方位角的具体计算方式是：
α＝urand×2π
其中：
urand是服从[0，1]均匀分布的随机数；
π是圆周率。
3.根据权利要求2所述的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述步骤5)中砂土颗粒粒径从小到大依次生成所需的数目的具体计算方式是：
V2＝(1-n)*V1*m
N＝int(V2/π*R2)
其中：
V2是同一级配砂土颗粒体积；
V1是初始简化的矩形模型的总体积；
n是同一级配砂土的孔隙率，
m同一砂土颗粒粒径的级配；
int()是将数据类型转换为整数型；
R是同一级配砂土颗粒半径；
π是圆周率；
N是砂土颗粒的数目。
4.根据权利要求3所述的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述步骤6)中单个不规则砂土颗粒Clump的中心位置坐标的确定方式是：
xc＝a+urand×(b-a)
yc＝c+urand×(d-c)
其中：
a、b、c、d分别是初始矩形模型边界四边的长度；
urand是服从[0，1]均匀分布的随机数。
5.根据权利要求4所述的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述步骤7)中单个不规则砂土颗粒Clump总顶点数或边界数的具体确定方式是：
n＝int(8+urand×8)
其中：
int()是将数据类型转换为整数型；
n是单个不规则砂土颗粒Clump的总顶点数。
6.根据权利要求5所述的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述步骤8)中两部分的顶点数的具体确定方式是：
n1＝int(urand×n)
n2＝n-1-n1
其中：
n1是颗粒长轴左边的顶点数；
n2是颗粒长轴右边顶点数；
n是单个不规则砂土颗粒Clump的总顶点数。
7.根据权利要求6所述的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述步骤9)中每个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点的坐标的计算方式是：
βi＝π/n1
βi＝π/n2
R＝r×urand
xi＝cos(α+∑βi)R+xc
yi＝sin(α+∑βi)R+yc
其中：
r是颗粒长轴长度的一半；
βi是偏移角度；
R是随机的离不规则砂土颗粒Clump中心位置坐标的半径；
xi是每个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点的横坐标；
yi是每个不规则砂土颗粒Clump边界的顶点的纵坐标；
n1是颗粒长轴左边的顶点数；
n2是颗粒长轴右边的顶点数；
α为砂土颗粒的方位角。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法在步骤10)之后还包括：
11)在PFC2D3.0中基于FISH语言开发的二次程序，采用射线法验证步骤3)中初始矩形模型边界内纯圆小粒径颗粒是否在当前步骤10)中单个不规则砂土颗粒Clump的边界内。
9.根据权利要求8所述的基于离散元仿真中不规则砂土颗粒模型的构建方法，其特征在于：所述步骤11)中的验证的具体实现方式是：通过二次开发的FISH语言判断当前的纯圆小粒径颗粒是否属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump，如果属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump，则删除当前的单个不规则砂土颗粒Clump墙体单元，返回步骤3)创建边界墙体的位置，重新建立单个不规则砂土颗粒Clump边界；如果纯圆小粒径颗粒不属于上一个旧的单个不规则砂土颗粒Clump，然后通过开发的FISH程序建立由步骤3)中多个纯圆小粒径颗粒构建的凹多边形或凸多边形新的单个不规则砂土颗粒Clump；最后根据级配生成剩下粒径的砂土颗粒。
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