CN112115608B - 复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于地质工程数值模拟技术领域的一种复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法。该方法将颗粒相互叠加，生成一个复合颗粒，获得复合颗粒上各点坐标值，在初始状态下旋转一个角度，得到最大坐标与最小坐标的差值，并再次进行旋转颗粒一个角度，得到最大坐标与最小坐标的差值，多次旋转之后，计算获得各种旋转下的一系列差值Ω，从Ω中找出其中的最小值，这个最小值即为复合颗粒的粒径，进一步计算出复合颗粒的面积，生成大量需要模拟岩土体的复合颗粒集，然后随机选择一部分复合颗粒，组成初始颗粒级配材料颗粒集。使用复合土颗粒代替圆颗粒，从而更加真实模拟岩土体材料。用复合颗粒的粒径代替单颗粒的粒径，科学反映模拟级配物理参数。

Description

复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法

技术领域

本发明属于地质工程数值模拟技术领域，特别涉及一种复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法

背景技术

在进行地质工程和水利工程的岩土体相关的建设和研究时，需要进行一些力学的试验，获得应力应变的结果，以此为实际工程提供参考意见。但从事大量的现场试验，经济上的成本很高，同时更多的是根本就没有进行现场试验的条件，比如现场狭小、需要试验的岩土体本身就是支挡受力结构，不能用来进行破坏性试验。因此目前的解决办法就是进行材料的计算机模拟，进而进行相关的力学和变形的计算机模拟试验，也就是称为数值模拟。

在进行岩土体材料的数值模拟时，通常有有限元、离散元和边界元模拟方法。离散元可以对散体材料进行很好的模拟，其中圆颗粒离散元模拟是一个很好的模拟方法，即通过生成大量的圆颗粒，赋予一定的物理力学参数，在计算机上来替代现场的岩土体材料，获得力和变形的结果。

在进行圆颗粒的离散元力学计算之前，需要明确的界定所模拟材料与现场的岩土体材料是一致和相似的；级配曲线的相似是界定两种材料一致的重要方法。级配曲线是通过筛分的方法，将不同粒径的颗粒按照粒径进行分组，获得每组粒径颗粒的质量，每组按照粒径由小到大排序。进行累加，即将小于每组粒径的颗粒质量在本组进行累加，将累加的每组结果，进行总质量的百分比计算，获得每一粒径组的累加百分含量。按照横坐标是颗粒组粒径，纵坐标是百分比含量作图，就得到一条级配曲线。当两类材料的组成颗粒具有重合的级配曲线时，即认为两种材料的粒径一致。在具体使用级配曲线时，一种方法是采用曲线上的计算参数，如均粒径、有效粒径、不均匀系数、曲率系数等，一致作为颗粒一致的标准。

在离散元模拟岩土体材料时，用一定粒径的圆颗粒模拟现实材料，并以圆颗粒的直径作为颗粒粒径；通过达到一定参数的一致作为真实模拟的标准。这些圆颗粒离散元材料模拟计算方法的一致性标准存在如下问题：

(1)实际的岩土颗粒是复杂多样的，并非全是圆形的，使用圆形代替实际颗粒是不全面、不准确、不科学的。使用圆颗粒的直径直接代替模拟颗粒的粒径，究其原因是没有很好的计算复合颗粒粒径的方法。没有很好的方法计算复合颗粒的粒径，因此不能真实的模拟实际的岩土体材料。即用圆颗粒代替实际颗粒，是不真实的。

(2)已经逐步出现了使用复合颗粒代替圆形颗粒来模拟岩土体。这样的颗粒能够做到与现实的岩土颗粒外观完全一致。但是级配参数的计算是按照组成复合颗粒的圆颗粒粒径进行计算的，即让用于模拟的圆颗粒级配参数与现实岩土体材料颗粒的级配参数相一致。但是用圆颗粒的粒径代替复合颗粒的粒径，按照级配参数相一致的模拟方法，并不能真实反映复合颗粒的粒径级配参数，因此材料模拟的结果是不能真实反映实际颗粒材料的。即用圆颗粒粒径代替复合颗粒粒径进行等价模拟是不科学的。

(3)现有的颗粒一致性的标准有平均粒径、有效粒径、不均匀系数、曲率系数等的相同为标准。但是这些参数是颗粒粒径的结果性的、评价性的数学参数表述，不能真实反映两种颗粒的级配等同性。具体的表现是当两者颗粒完全一致时，上述参数是相同的，但是当上述参数相同时，两者的颗粒并非完全一致。另一种方法是按照级配曲线的粒径进行标准化分组，配置得到每组粒径的颗粒，再混合生成模拟材料。在每组配置时，个别组会存在一定的误差，导致最终的配置级配曲线与目标级配曲线不能完全重合，再返回来调整分组，由于级配曲线是分组累加的曲线，牵一发而动全身，一组调整，整条曲线都发生改变，不仅繁琐而且难度大，最终也很难达到完全的重合。即级配曲线一致是一个很好的评价标准，但配置起来非常繁琐。

发明内容

本发明的目的是提出一种复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，其特征在于，所述复合颗粒的粒径计算和级配调整配置步骤如下：

步骤(1)：n个具有粒径r_i，i＝1，2，…n的颗粒相互叠加，生成一个复合颗粒R₁；

步骤(2)：获得复合颗粒上各点坐标(X_j，Y_j),j取值是1,2,…,f，f是复合颗粒上坐标点的个数，为正整数；求得初始状态下旋转颗粒一个角度β；当旋转一个角度β₁＝0时，得到最大坐标与最小坐标的差值Δw₁，并进一步旋转颗粒一个角度β₂，再次得到最大坐标与最小坐标的差值Δw₂，多次旋转之后，计算获得各种旋转下的一系列差值Ω＝{Δw₁，Δw₂，……，Δw_K}，从Ω中找出其中的最小值ΔD₁＝min(Δw_k)，k＝1,2，……，是正整数；这个最小值ΔD₁即为复合颗粒的粒径，其中，最大坐标与最小坐标是指最大横轴坐标与最小横轴坐标，或者最大纵轴坐标与最小纵轴坐标；再进一步计算出复合颗粒的面积A₁，计算公式如下，

其中Δx是颗粒在横轴上取的间距，y_xg-max，y_xg-min是x_g对应的颗粒上点的最大和最小纵坐标值，x_g＝g×Δx，g取0,1,2，……,在最大x处，g取得最大值g_max；

步骤(3)：重复步骤(1)和步骤(2)，生成大量需要模拟岩土体的复合颗粒集Ψ＝{R₁，R₂，……，R_m}，m＝1,2，……，是正整数，同时对应粒径{ΔD₁，ΔD₂，……，ΔD_m}和面积{A₁，A₂，……，A_m}；

步骤(4)：从Ψ中，随机选择一部分复合颗粒，组成初始颗粒级配材料颗粒集Φ，根据粒径组[d₁，d₂，……，d_q]，q＝1,2，……，是正整数，得到每个粒径组对应的面积[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]，绘制级配曲线，此级配曲线为初始级配曲线；

步骤(5)：根据目标级配曲线对粒径进行由小到大分组[d₁，d₂，……，d_q]，并得到对应分组的颗粒质量，经密度换算，转化为体积，用面积表示，各个粒径分组的对应的面积为[a_{1_end}，a_{2_end}，……，a_{q_end}]；画出粒径分组面积[a_{1_end}，a_{2_end}，……，a_{q_end}]在[d₁，d₂，……，d_q]分组下的颗粒级配曲线；

步骤(6)：在两条级配曲线上寻找不重合的最小粒径点，这个粒径点在[a_{1_end}，a_{2_end}，……，a_{q_end}]和[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]对应的分组面积为[a_{Se1_end}]和[a_{Se1_0}]，在[d₁，d₂，……，d_q]所对应的粒径为[d_Se1]，其中1≤S_e1≤q，对应目标曲线和初始级配曲线的累积百分比为δ_{1_end}和ε_{1_0}，由于此点处不重合，因此δ_{1_end}≠ε_{1_0}；

步骤(7)：在[d_Se1]处，建立分组面积调整方程，对方程求解，得到在分组面积[a_{Se1_0}]需要调整的面积，所述分组面积调整方程为

其中a_{i_0}表示初始级配曲线上第i粒径分组面积，Δa_{Se1_0}表示a_{Se1_0}需要增加的面积，才能使得本粒径组[d_Se1]的累积百分含量达到目标级配曲线上的累积百分比δ_{1_end}；

步骤(8)：[d_Se1]在[d₁，d₂，……，d_q]中所对应粒径的下一个粒径组[d_Se1+1]处的[a_{Se1+1_0}]减少Δa_{Se1_0}；

此时[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]变为[a_{1_0}，a_{2_0}，……，(a_{Se1_0}+Δa_{Se1_0})，(a_{Se1+1_0}-Δa_{Se1_0})，……，a_{q_0}]，粒径分组面积序号更新为[a_{1_1}，a_{2_1}，……，a_{q_1}]，两个面积序列数字完全相同，仅仅是更新序号；

步骤(9)：针对一次更新后的[a_{1_1}，a_{2_1}，……，a_{q_1}]，对[d_Se1]的下一点[d_Se1+1]，进一步重复步骤(7)和(8)；完成后进一步对下一个点调整，直至到达倒数第二个粒径点[d_q-1]，最终得到调整后的各粒径组面积[a_{1_q-se1}，a_{2_q-se1}，……，a_{q_q-se1}]；

步骤(10)：将粒径组面积[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]的各个单项面积除以[a_{1_q-se1}，a_{2_q-se1}，……，a_{q_q-se1}]的对应项，得到系数[α_{1_q-se1}，α_{2_q-se1}，……，α_{q_q-se1}]，从中选择最大的α_max；将[a_{1_q-se1}，a_{2_q-se1}，……，a_{q_q-se1}]各项乘以α_max，最后得到[c_{1_end}，c_{2_end}，……，c_{q_end}]；

步骤(11)将调整后的面积[c_{1_end}，c_{2_end}，……，c_{q_end}]与初次级配面积[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]对应项相减，得到最后调整面积[Δm_{1_end}，Δm_{2_end}，……，Δm_{q_end}]，根据粒径[d₁，d₂，……，d_q]，重复步骤(1)和(2)生成粒径分别为[d₁，d₂，……，d_q]的对应颗粒面积为[Δm_{1_end}，Δm_{2_end}，……，Δm_{q_end}]的颗粒，加入到生成的颗粒集Φ中；对组成的土壤颗粒集Φ中的复合颗粒，进行随机排列压缩，生成颗粒模拟体或试验用颗粒体；

或者根据已知粒径[d₁，d₂，……，d_q]对应的相同粒径重新直接生成材料颗粒面积[c_{1_end}，c_{2_end}，……，c_{q_end}]，获得与目标级配曲线相同的材料的试验颗粒，将这些颗粒堆积在一块，生成颗粒模拟体或试验用颗粒体。

所述步骤(1)中的颗粒，可以是三角形、矩形、梯形的形状也包括三角形、矩形、梯形及t≥5的t边形，或圆形的单颗粒；t取值为5，6,…的正整数。

所述步骤(1)中的相互叠加，指任何一个颗粒与其他的至少一个颗粒有重合叠加；该复合颗粒上各点指的是复合颗粒内部和边界上的点。

所述步骤(1)中的粒径r_i的颗粒，其粒径r_i可以通过步骤(2)来获得。

所述步骤(2)中的复合颗粒的面积，是复合颗粒边界所包围的面积。

所述步骤(2)中的复合颗粒旋转计算颗粒的粒径，包括步骤(1)所述方法生成的复合颗粒的形状也包括三角形、矩形、梯形及t≥5的t边形，或圆形的单颗粒；t取值为5，6,…的正整数。

所述的步骤(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)中的级配颗粒配置调整是指由圆形单颗粒和由所述包括三角形、矩形、梯形及t≥5的t边形的单颗粒进行叠加复合成的颗粒，都能够通过上述步骤(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)实现级配曲线颗粒配置的调整。

所述步骤(11)中的颗粒模拟体是运用程序或者手动生成的虚拟颗粒；所述步骤(11)中的试验用颗粒体指的是室内或室外试验所使用的颗粒体。

本发明的有益效果是本发明可以直接计算出复合颗粒的粒径，从而使用复合土颗粒代替圆颗粒，从而更加真实模拟岩土体材料。用复合颗粒的粒径代替单颗粒的粒径，科学反映模拟级配物理参数。根据计算得到的颗粒粒径，使用本发明的级配调整配置方法，按照级配曲线相一致的目标进行颗粒配置，解决了牵一发而动全身、一组调整、整条曲线都发生改变，不仅繁琐而且难度大的问题。本发明具有的特点如下：

(1)本发明的能够计算出各种形状颗粒的粒径，也能计算出各种形状颗粒组成的各种复合颗粒的粒径。

(2)本发明可以实现用各种形状颗粒，以符合级配曲线为最终配置目标的颗粒体材料的配置，使配置颗粒级配曲线与目标级配曲线的重合过程更加简单和准确，解决了级配曲线颗粒配置过程中的牵一发而动全身，一组调整、整条曲线都发生改变所导致的配置复杂繁琐的问题。

(3)可以通过调整一条已知级配曲线的方式，使之与另一条级配曲线重合。

(4)实现计算机的模拟材料和现实中的颗粒材料以级配曲线重合为标准的材料等价，奠定使用单颗粒、复杂或复合颗粒数值模拟现实中的颗粒的基础。

(5)可以实现室内和现场配置已知级配曲线的颗粒材料，来进行室内和现场试验，获得此类级配曲线材料体的性质。

附图说明

图1为复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法流程图。

图2为复合颗粒叠加过程示意图。

图3为复合颗粒或单个颗粒的粒径旋转计算示意图。

图4为一个实施例的目标级配曲线和初始级配曲线。

图5为一个实施例的目标级配曲线和一次调整后级配曲线。

图6为一个实施例的目标级配曲线和二次调整后级配曲线。

图7为一个实施例的目标级配曲线和三次调整后级配曲线。

图8为一个实施例的目标级配曲线和四次调整后级配曲线。

具体实施方式

本发明提出一种复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，下面结合附图和实施实例，对发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

如图1所示的复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法流程图。所述复合颗的粒径计算和级配调整配置步骤如下：

步骤(1)：n个具有粒径r_i，i＝1，2，…n的颗粒相互叠加，生成一个复合颗粒R₁；如图2所示一个实施例的复合颗粒叠加过程，本实例中是5个具有粒径r_i(i＝1，2，…，5)颗粒相互叠加，生成一个复合颗粒R₁；

步骤(2)：如图3所示的一个实施例的复合颗粒或单个颗粒的粒径旋转计算所示，获得复合颗粒上各点坐标(X_j，Y_j),j取值是1,2,…,m，求得最大坐标与最小坐标的差值Dw₁，并进一步旋转颗粒一个角度β，再次求得最大坐标与最小坐标的差值Dw₂，多次旋转之后，计算获得各种旋转下的一系列差值W＝{Dw₁，Dw₂，……，Dw_K}，从W中找出其中的最小值DD₁＝min(Dw_k)，k＝1,2，……，是正整数；这个最小值DD₁即为复合颗粒的粒径，进一步计算出复合颗粒的面积A₁；

步骤(3)：重复步骤(1)和步骤(2)，生成大量需要模拟岩土体的复合颗粒集Y＝{R₁，R₂，……，R_m}，m＝1,2，……，是正整数，同时对应粒径{DD₁，DD₂，……，DD_m}和面积{A₁，A₂，……，A_m}；

步骤(4)：从Y中，随机选择一部分复合颗粒，组成初始颗粒级配材料颗粒集Φ，如表1根据本发明一个实施例的两条级配曲线及调整过程数据，粒径组为[0.075，0.1，0.25，0.5，1，2，5]，得到每个粒径组对应的面积[18,1.2,19.8，81,24,78,78]，绘制级配曲线，此级配曲线为初始级配曲线，如图4中的带“X”曲线；。

其中步骤(1)中的粒径r_i，可以通过步骤(2)来求得；

步骤(5)：根据目标级配曲线对粒径进行由小到大分组，如表1根据本发明一个实施例的两条级配曲线及调整过程数据，中所示是[0.075，0.1，0.25，0.5，1，2，5]，并得到对应分组的颗粒质量，经密度换算(本实例取密度为1)，转化为体积，用面积表示，各个粒径分组对应的面积为[30,2,53,100,165,110,40]；画出粒径分组面积[30,2,53,100,165,110,40]在[0.075，0.1，0.25，0.5，1，2，5]的颗粒级配曲线，是如图4中的带“O”曲线；图4中的带“X”曲线为目标级配曲线，图4中的7个点的横坐标由右到左分别为[0.075，0.1，0.25，0.5，1，2，5]；

步骤(6)：在两条级配曲线上寻找不重合的最小粒径点，这个粒径点在[0.25]对应的分组面积为[53]和[19.8]，在[d₁，d₂，……，d_q]所对应的粒径为[0.25]，对应目标曲线和初始级配曲线的累积百分比为0.17和0.13；

步骤(7)：在[0.25]处，建立分组面积调整方程，对方程求解，得到在分组面积[19.8]需要调整的面积，所述的分组面积调整方程，并带入数据为，

其中a_{i_0}表示初始级配曲线上第i粒径分组面积，求得其值为12；Δa_{Se1_0}表示[0.25]点处需要增加的面积，才能使得本粒径组[0.25]处的累积百分含量达到目标级配曲线上的累积百分比0.17；

步骤(8)：[0.25]在[0.075，0.1，0.25，0.5，1，2，5]中所对应粒径的下一个粒径组[0.5]处的[81]减少12；

此时[18,1.2,19.8,81,24,78,78]变为[18,1.2,31.8,69,24,78,78]；

调整后的级配曲线是图5中“X”线

步骤(9)：针对一次更新后的质量为[18,1.2,31.8,69,24,78,78]，对[0.25]的下一点[0.5]，进一步重复步骤(7)和(8)；完成后进一步对下一个点[5]的调整，在该点处计算出增加的质量是[-9]，二次更新后的质量为[18,1.2,31.8,60,33,78,78]；调整后的级配曲线是图6中“X”线；

再调整下一点[1],计算出增加的质量是[66]，二次更新后的质量为[18,1.2,31.8,60,99,12,78]；调整后的级配曲线是图7中“X”线；

再调整下一点[2]，计算出增加的质量是[54]，二次更新后的质量为[18,1.2,31.8,60,99,66,24]；调整后的级配曲线是图8中“X”线；

步骤(10)：将粒径组面积[18,1.2,19.8,81,24,78,78]的各个单项面积除以[18,1.2,31.8,60,99,66,24]的对应项，得到系数[1,1,0.6224,1.35，0.2424，1.1818,3.25]，从中选择最大的3.25；将[18,1.2,31.8,60,99,66,24]各项乘以3.25，最后得到[58.5,3.9,103.35,195,321.75,214.5,78]；

步骤(11)将调整后的面积[58.5,3.9,103.35,195,321.75,214.5,78]与初次级配面积[18,1.2,19.8,81,24,78,78]对应项相减，得到最后调整面积[40.5，2.7，83.55，114，297.75，136.5,0]，根据粒径[0.075，0.1，0.25，0.5，1，2，5]，重复步骤(1)和步骤(2)生成粒径分别为[0.075，0.1，0.25，0.5，1，2，5]的对应颗粒面积为[40.5，2.7，83.55，114，297.75，136.5,0]的颗粒，加入到生成的颗粒集Φ中；最后的级配曲线是图8中“X”线；对组成的土壤颗粒集Φ中的复合颗粒，进行随机排列压缩，生成颗粒模拟体或试验用颗粒体。(如表1所示)或者根据已知粒径[0.075，0.1，0.25，0.5，1，2，5]对应的相同粒径重新直接生成材料颗粒面积[58.5,3.9,103.35,195,321.75,214.5,78]，获得

表1根据本发明一个实施例的两条级配曲线及调整过程数据

注：表中粒径单位为mm，质量为g，为了表中的数字显示简洁，没有统一有效数字位数。

与目标级配曲线相同的材料的试验颗粒，将这些颗粒堆积在一块，生成颗粒模拟体或试验用颗粒体。

Claims (7)

1.一种复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，其特征在于，所述复合颗粒的粒径计算和级配调整配置步骤如下

步骤(1)：n个具有粒径r_i，i＝1，2，…n的颗粒相互叠加，生成一个复合颗粒R₁；所述颗粒包括三角形、矩形、梯形及t≥5的t边形，或圆形的单颗粒；t取值为5，6,…的正整数；

步骤(2)：获得复合颗粒上各点坐标(X_j，Y_j),j取值是1,2,…,f，f是复合颗粒上坐标点的个数，为正整数；求得初始状态下旋转颗粒一个角度β；当旋转颗粒一个角度β₁＝0时，得到最大坐标与最小坐标的差值Δw₁，并进一步旋转颗粒一个角度β₂，再次得到最大坐标与最小坐标的差值Δw₂，多次旋转之后，计算获得各种旋转下的一系列差值Ω＝{Δw₁，Δw₂，……，Δw_K}，从Ω中找出其中的最小值ΔD₁＝min(Δw_k)，k＝1,2，……，是正整数；这个最小值ΔD₁即为复合颗粒的粒径；其中，最大坐标与最小坐标是指最大横轴坐标与最小横轴坐标，或者最大纵轴坐标与最小纵轴坐标；

再进一步计算出复合颗粒的面积A₁，计算公式如下

其中Δx是颗粒在横轴上取的间距，y_xg-max，y_xg-min是x_g对应的颗粒上点的最大和最小纵坐标值，x_g＝g×Δx，g取0,1,2，……,在最大x处，g取得最大值g_max；

步骤(3)：重复步骤(1)和步骤(2)，生成大量需要模拟岩土体的复合颗粒集Ψ＝{R₁，R₂，……，R_m}，m＝1,2，……，是正整数，同时对应粒径{ΔD₁，ΔD₂，……，ΔD_m}和面积{A₁，A₂，……，A_m}；

步骤(4)：从Ψ中，随机选择一部分复合颗粒，组成初始颗粒级配材料颗粒集Φ，根据粒径组[d₁，d₂，……，d_q]，q＝1,2，……，是正整数，得到每个粒径组对应的面积[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]，绘制级配曲线，此级配曲线为初始级配曲线；

步骤(5)：根据目标级配曲线对粒径进行由小到大分组[d₁，d₂，……，d_q]，并得到对应分组的颗粒质量，经密度换算，转化为体积，用面积表示，各个粒径分组的对应的面积为[a_{1_end}，a_{2_end}，……，a_{q_end}]；画出粒径分组面积[a_{1_end}，a_{2_end}，……，a_{q_end}]在[d₁，d₂，……，d_q]分组下的颗粒级配曲线；

步骤(6)：在两条级配曲线上寻找不重合的最小粒径点，这个粒径点在[a_{1_end}，a_{2_end}，……，a_{q_end}]和[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]对应的分组面积为[a_{Se1_end}]和[a_{Se1_0}]，在[d₁，d₂，……，d_q]所对应的粒径为[d_Se1]，其中1≤S_e1≤q，对应目标曲线和初始级配曲线的累积百分比为δ_{1_end}和ε_{1_0}，由于此点处不重合，因此δ_{1_end}≠ε_{1_0}；

步骤(7)：在[d_Se1]处，建立分组面积调整方程，对方程求解，得到在分组面积[a_{Se1_0}]需要调整的面积，所述分组面积调整方程为

其中a_{i_0}表示初始级配曲线上第i粒径分组面积，Δa_{Se1_0}表示a_{Se1_0}需要增加的面积，才能使得本粒径组[d_Se1]的累积百分含量达到目标级配曲线上的累积百分比δ_{1_end}；

步骤(8)：[d_Se1]在[d₁，d₂，……，d_q]中所对应粒径的下一个粒径组[d_Se1+1]处的[a_{Se1+1_0}]减少Δa_{Se1_0}；

此时[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]变为[a_{1_0}，a_{2_0}，……，(a_{Se1_0}+Δa_{Se1_0})，(a_{Se1+1_0}-Δa_{Se1_0})，……，a_{q_0}]，粒径分组面积序号更新为[a_{1_1}，a_{2_1}，……，a_{q_1}]，两个面积序列数字完全相同，仅仅是更新序号；

步骤(9)：针对一次更新后的[a_{1_1}，a_{2_1}，……，a_{q_1}]，对[d_Se1]的下一点[d_Se1+1]，进一步重复步骤(7)和(8)；完成后进一步对下一个点调整，直至到达倒数第二个粒径点[d_q-1]，最终得到调整后的各粒径组面积[a_{1_q-se1}，a_{2_q-se1}，……，a_{q_q-se1}]；

步骤(10)：将粒径组面积[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]的各个单项面积除以[a_{1_q-se1}，a_{2_q-se1}，……，a_{q_q-se1}]的对应项，得到系数[α_{1_q-se1}，α_{2_q-se1}，……，α_{q_q-se1}]，从中选择最大的α_max；将[a_{1_q-se1}，a_{2_q-se1}，……，a_{q_q-se1}]各项乘以α_max，最后得到[c_{1_end}，c_{2_end}，……，c_{q_end}]；

步骤(11)将调整后的面积[c_{1_end}，c_{2_end}，……，c_{q_end}]与初次级配面积[a_{1_0}，a_{2_0}，……，a_{q_0}]对应项相减，得到最后调整面积[Δm₁__end，Δm₂__end，……，Δm_q__end]，根据粒径[d₁，d₂，……，d_q]，重复步骤(1)和(2)生成粒径分别为[d₁，d₂，……，d_q]的对应颗粒面积为[Δm₁__end，Δm₂__end，……，Δm_q__end]的颗粒，加入到生成的颗粒集Φ中；对组成的土壤颗粒集Φ中的复合颗粒，进行随机排列压缩，生成颗粒模拟体或试验用颗粒体；

或者根据已知粒径[d₁，d₂，……，d_q]对应的相同粒径重新直接生成材料颗粒面积[c_{1_end}，c_{2_end}，……，c_{q_end}]，获得与目标级配曲线相同的材料的试验颗粒，将这些颗粒堆积在一块，生成颗粒模拟体或试验用颗粒体。

2.根据权利要求1所述复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，其特征在于，所述步骤(1)中的相互叠加，指任何一个颗粒与其他的至少一个颗粒有重合叠加；该复合颗粒上各点指的是复合颗粒内部和边界上的点。

3.根据权利要求1所述复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，其特征在于，所述步骤(1)中的粒径r_i的颗粒，其粒径r_i可以通过步骤(2)来获得。

4.根据权利要求1所述复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，其特征在于，所述步骤(2)中的复合颗粒的面积，是复合颗粒边界所包围的面积。

5.根据权利要求1所述复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，其特征在于，所述步骤(2)中的复合颗粒旋转计算颗粒的粒径，包括步骤(1)所述方法生成的复合颗粒的形状也包括三角形、矩形、梯形及t≥5的t边形，或圆形的单颗粒；t取值为5，6,…的正整数。

6.根据权利要求1所述复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，其特征在于，所述的步骤(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)中的级配颗粒配置调整是指由圆形单颗粒和由包括三角形、矩形、梯形及t≥5的t边形的单颗粒进行叠加复合成的颗粒，都能够通过上述步骤(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)实现级配曲线颗粒配置的调整。

7.根据权利要求1所述复合颗粒粒径计算和级配调整配置方法，其特征在于，所述步骤(11)中的颗粒模拟体是运用程序或者手动生成的虚拟颗粒；所述步骤(11)中的试验用颗粒体指的是室内或室外试验所使用的颗粒体。