CN112417715B - 一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法及系统，所述方法包括：获取试件的三维实体模型；根据设定的颗粒级配及目标孔隙率，对所述三维实体模型进行颗粒填充，得到由离散元颗粒表示的颗粒试件模型；获取岩石样品的离散元微观参数取值，施加到所述颗粒试件模型；基于真三轴伺服加载程序对颗粒试件模型的周围进行应力的预加载，使得围压达到设定值；在保持围压稳定的前提下，逐步施加水压力，对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟。本发明使得基于颗粒Bonding模型的三维离散元数值模拟方法可以定量研究真实应力环境中水力耦合作用下岩体破裂及裂纹扩展规律。
Description
技术领域
本发明涉及数值计算技术领域，特别是涉及一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
隧道、地下硐室等地下工程修建面临高应力、大埋深、强渗透压的极端地质环境。岩体属于非均质材料，裂隙、结构面等天然缺陷极易在强渗透压、高地应力的耦合作用下扩展演化，进而改变岩体的宏观力学性质，发展成为影响工程安全建设的岩体结构破裂失稳，导致巨石垮塌和突水突泥等严重工程事故。因此，探究真实应力环境中水力耦合作用下岩体的破裂及裂纹扩展规律，揭示岩体的破裂机理，是防控重大事故、保障工程安全建设所亟需解决的关键问题。近年来，随着计算机硬件水平和数值计算方法的不断发展，采用大规模数值方法计算已经成为了研究真实应力环境中水力耦合作用下岩体破裂及裂纹扩展规律的有效手段。
目前，针对水力耦合作用下岩体破裂机理的数值研究手段主要可分为基于连续介质力学的方法和基于非连续介质力学的方法。基于连续介质力学的方法主要包括有限元法、边界元法、扩展有限元法和近场动力学等。其中有限元法通过引入非线性本构模型来反映裂隙剪胀特性，从而可以考虑宽裂隙对非线性法向变形的影响，主要采用网格重新划分的方式实现计算域内裂隙的动态扩展，但网格重构极大地降低了算法的效率；边界元法相较于传统的有限元法，只需划分不连续界面和结构边界，具有单元个数少、效率高等优势；扩展有限元法在标准有限元的基础上通过阶跃函数来表征不连续界面从而克服了传统有限元法的缺点，其裂隙扩展网格独立于有限元计算网格，有效提高了计算效率；近场动力学基于非局部作用的思想，通过引入颗粒间在物质点间相互作用力模型中加入等效水压力项，实现了在新生裂纹面上跟踪施加水压力，摆脱了传统方法求解不连续力学问题的局限。基于非连续介质力学的方法主要非连续变形分析法、数值流形法和离散元法等。其中非连续变形分析法基于连续介质分析法和统计损伤力学，可对岩石在渗流－应力耦合作用下损伤破坏机理进行研究；扩展的数值流形法通过在传统数值流形法中引入裂纹尖端奇异覆盖函数，从裂纹渐进扩展的角度，可用于研究分析水力劈裂破坏问题；离散元法利用基于概率分布的颗粒Bonding模型可以有效表征由于岩石的非均质特性引起地复杂力学行为，在模拟水力耦合作用下裂隙的起裂、扩展、贯通过程处于优势地位。
目前仅有二维离散元水力劈裂算法，尚没有一套成熟的基于三维离散元的水力劈裂算法。由于二维离散元水力劈裂模拟对真实模型进行了平面简化，无法模拟裂隙在三维空间内的扩展，难以再现裂隙的空间三维形态，因此亟需发展一套计算效率高、编程实现可靠的三维离散元水力劈裂算法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法及系统，使得基于颗粒Bonding模型的三维离散元数值模拟方法可以定量研究真实应力环境中水力耦合作用下岩体破裂及裂纹扩展规律。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，包括：
获取试件的三维实体模型；
根据设定的颗粒级配及目标孔隙率，对所述三维实体模型进行颗粒填充，得到由离散元颗粒表示的颗粒试件模型；
获取岩石样品的离散元微观参数取值，施加到所述颗粒试件模型；
基于真三轴伺服加载程序对颗粒试件模型的周围进行应力的预加载，使得围压达到设定值；
在保持围压稳定的前提下，逐步施加水压力，对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟。
第二方面，本发明提供一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟系统，包括：
三维模型获取模块，被配置为获取试件的三维实体模型；
颗粒试件生成模块，被配置为根据设定的颗粒级配及目标孔隙率，对所述三维实体模型进行颗粒填充，得到由离散元颗粒表示的颗粒试件模型；
围观参数赋予模块，被配置为获取岩石样品的离散元微观参数取值，施加到所述颗粒试件模型；
三轴伺服加载模块，被配置为基于真三轴伺服加载程序对颗粒试件模型的周围进行应力的预加载，使得围压达到设定值；
岩体破裂模拟模块，被配置为在保持围压稳定的前提下，逐步施加水压力，对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提出了一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，通过对颗粒施加等效水压力，解决了三维离散单元法无法模拟水力劈裂的难题，实现了真三轴伺服加载状态下岩石材料裂纹的起裂、扩展和贯通的模拟，为模拟地下工程建设过程中高水压导致岩体破裂现象提供了一种简单、高效、可行的技术方案，对进一步明确工程建设中应力-渗流耦合作用机制、揭示岩体的破裂机理、保障工程安全建设具有重要意义。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法流程图；
图2为本发明实施例1提供的基于三维离散元水力劈裂算法模拟岩体破裂过程的实施流程图；
图3为本发明实施例1提供的一个Bond键断裂时颗粒A的受力示意图；
图4为本发明实施例1提供的两个Bond键断裂时颗粒A的受力示意图；
图5为本发明实施例1提供的所提出的三维裂纹扩展过程颗粒受力示意图；
图6(a)-6(d)为本发明实施例1提供的离散元模型建立流程；
图7为本发明实施例1提供的试件三轴围压加载示意图；
图8为本发明实施例1提供的等效水压力加载俯视图；
图9(a)-图9(h)为本发明实施例1提供的三维裂隙扩展过程透视图(图中显示的颗粒表示损伤破裂区域)。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
正如背景技术所介绍的，现有的三维离散元数值模拟方法很难有效模拟水力劈裂现象，针对上述问题，本实施例提出了一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，具体包括以下步骤：
步骤1：获取试件的三维实体模型；
具体地，根据设计的试件形状，在三维建模软件中建立研究对象的三维实体模型；将得到的三维实体模型作为外部几何体导入到DEM软件中。
步骤2：根据设定的颗粒级配及目标孔隙率，对所述三维实体模型进行颗粒填充，得到由离散元颗粒表示的颗粒试件模型；
本实施例中，根据图6(a)所示的水力劈裂物理试验试件，在三维建模软件中建立如图6(b)所示的三维实体模型，模型的尺寸为0.1m×0.1m×0.1m，利用网格划分软件将实体模型划分为网格单元(图6(c))，然后根据网格节点信息及目标颗粒大小生成的颗粒离散元模型(图6(d))。设置颗粒粒径分布服从正态分布，平均粒径为0.001m，分布的方差值为0.05，最大颗粒粒径为0.00125m，最小颗粒粒径为0.00075m，接触半径设置为1.25R，颗粒模型生成完毕后，共包含颗粒141976个。
步骤3：获取岩石样品的离散元微观参数取值，施加到所述颗粒试件模型；
预先针对所要研究的岩石样品开展单轴压缩、巴西劈裂、三轴压缩等室内试验研究，利用DEM软件对岩石的物理力学性质进行参数标定，得到可以反映宏观力学行为的离散元微观参数取值。
根据参数标定试验的结果，颗粒材料的泊松比设置为0.25，密度设置为2630Kg/m3，杨氏模量设置为1.8e+11Pa，恢复系数设置为0.5，静摩擦系数设置为0.5，滚动摩擦系数设置为0.01。几何材料的泊松比设置为0.25，密度设置为3500Kg/m3，杨氏模量设置为1.8e+11Pa，恢复系数设置为0.5，静摩擦系数设置为0.5，滚动摩擦系数设置为0.01。
颗粒接触模型的基本模型设置为Hertz-Mindlin(no slip)model，粘结模型使用API开发生成的Plug in Bonding model，其中的粘结键的法向刚度设置为3.60e+12N/m2，切向刚度设置为1.44e+12N/m2，法向强度和切向强度均设置为1.75e+8Pa，粘结键半径比例系数设值为1.0，粘结键阻尼系数设置为0.1，转动摩擦系数设置为0.01。
步骤4：基于真三轴伺服加载程序对颗粒试件模型的周围进行应力的预加载，使得围压达到设定值；
利用基于DEM-MBD耦合的真三轴伺服加载程序对颗粒试件模型进行应力的预加载，使得主应力σ1、σ2、σ3分别达到设计值，具体地，在颗粒模型的模型四周分别施加应力，设置最大主应力σ1为50MPa，σ2为50MPa，σ3为2.0MPa，如图7所示，之后持续进行伺服控制，保持主应力值维持稳定，即保持围压不变，直到数值实验结束。
步骤5：在保持围压稳定的前提下，逐步施加水压力，对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟。
应用三维离散元水力劈裂算法，进行通过逐步增加水压力的方式，使试件表现出裂隙起裂、扩展、贯通等物理力学现象。裂隙完全贯穿试件时，停止试验，进行数据处理分析。
所述模拟过程具体包括：
在保持围压稳定的前提下，根据设定的初始水压力对颗粒模型试件开始施加水压力，并按照设定的水压力增长幅度和时间步长逐步增加水压力。具体地，颗粒模型试件中间设置有一个半径为0.006m的圆柱状孔，孔深0.050m。计算初始状态，在孔底(Z＝0.0m)至Z＝0.02m范围的孔壁施加等效水压力，如图8中红色箭头所示。所施加的等效水压力随时间呈线性增长，每时间步的等效水压力增加0.01N。
在每一个时间步期间，均执行以下操作：
步骤5.1：进行颗粒基础碰撞力计算，以及存在Bond键时的颗粒受力计算；
步骤5.2：判断Bond键的状态，如果存在Bond键破坏，判断破坏位置是否位于试件的边界，若是，模拟结束；若否，进入步骤5.3；如果Bond键完整，进入步骤5.4；
其中，存在Bond键破坏即视为裂隙产生，如果破裂Bond键的位置位于颗粒模型边界1倍颗粒直径范围内，则判定认为裂隙贯穿了试件，且自当前时间步，以较大速率减小等效水压力的值，直到等效水压力减小为零，完成数值模拟试验；
步骤5.3：进行颗粒等效水压力计算；
步骤5.4：根据颗粒合力计算加速度，进而计算颗粒速度和颗粒位移，并基于颗粒位移更新颗粒的位置；
步骤5.5：遍历Bond键的断裂情况，在新生裂纹面上跟踪施加水压力，进入下一个时间步的计算(即，重新执行步骤5.1-5.5)。
其中，所述三维离散元水力劈裂算法包括基于离散单元法和EDEM离散元计算平台，结合颗粒Bonding模型开发而成。其中的颗粒碰撞利用Hertz-Mindlin接触模型计算。在算法中，颗粒的运动状态通过牛顿第二定律(公式1～4)来进行显示求解计算，颗粒的受力主要包括颗粒间的法向接触力(公式5～7)和法向阻尼力(公式8～11)、颗粒间的切向接触力(公式12～13)和切向阻尼力(公式14)、颗粒间的滚动摩擦(公式15)、颗粒间Bond键的作用力和扭矩(公式16～21)、颗粒自身的重力、等效水压力等。首先利用根据以下公式对系统进行平衡计算(对应步骤5.1-5.2)。
基于牛顿第二定律的颗粒运动计算如下：
vt＝vt-1+a·Δt (公式3)
其中，F合—颗粒受到的合力；N—颗粒所受分力的数量；a—颗粒在当前时刻的加速度；vt—颗粒在t时刻的速度；ΔS—颗粒在时间步t-1到t的位移增量。
基于Hertz-Mindlin接触模型的颗粒受力计算如下：
(1)颗粒的法向接触力：
其中，Fn,p—颗粒受到法向接触力；E*—等效杨氏模量；δn—法向重叠量；νi,νj—碰撞接触颗粒i,j的泊松比；Ei,Ej—碰撞接触颗粒i,j的杨氏模量；R*—等效半径；Ri,Rj—碰撞接触颗粒i,j的半径。
(2)颗粒的法向阻尼：
其中，
—颗粒受到法向阻尼；Sn—法向刚度；
—法向相对速度；m*—等效质量；mi,mj—碰撞接触颗粒i,j的质量；e—碰撞恢复系数。
(3)颗粒的切向接触力：
Ft,p＝-Stδt (公式12)
其中，Ft,p—颗粒受到切向接触力；St—切向刚度；δt—切向重叠量；G*—等效剪切模量。
(4)颗粒的切向阻尼：
其中，
—颗粒受到切向阻尼；St—切向刚度；
—切向相对速度。
(5)对于颗粒滚动比较重要的工况，由以下颗粒所受扭矩公式计算：
τi＝-μrFnRiωi (公式15)
其中，τi—颗粒i受到的扭矩；μr—滚动摩擦系数；Ri—质心到接触点的距离；ωi—接触点处颗粒的单位角速度矢量。
基于颗粒Bonding模型的颗粒受力计算如下：
ΔFn,b＝-vnSn,bAbΔt (公式16)
ΔFt,b＝-vtSt,bAbΔt (公式17)
ΔMn,b＝-ωnSt,bJΔt (公式18)
其中，ΔFn,b—颗粒由于Bond键而受到的法向力的增量；Sn,b—Bond键的法向刚度；Ab—Bond键的横截面积；ΔFt,b—颗粒由于Bond键而受到的切向力的增量；St,b—Bond键的切向刚度；ΔMn,b—颗粒由于Bond键而受到的法向力矩；ΔMt,b—颗粒由于Bond键而受到的切向力矩；Rb—Bond键横截面的半径。
其中，颗粒间Bond键的破坏条件为：
根据工况设计，对受到初始水压作用的颗粒施加等效水压力Pf(根据经验，初始水压力影响范围假定为距边界3倍直径范围的颗粒)，编程实现过程中，等效水压力通过公式1转化为颗粒体积力Ff作用在颗粒上(对应步骤5.3)；
其中，Ri—颗粒i的半径。
随计算步逐渐提高等效水压力Pf，直到高水压力导致颗粒间的Bond键断裂，触发裂隙扩展等效水压力施加模块的代码。Bond键断裂被视为裂隙产生，裂隙两端的颗粒受到延Bond键轴向指向自身的等效水压力，如图3所示。同一个颗粒有多个Bond键断裂时，颗粒所受的等效水压力方向产生叠加，如图4所示，数值大小仍按公式24计算。每一计算循环，遍历检索Bond键的断裂情况，以实现在新生裂纹面上跟踪施加水压力，如图5所示。
假定在高水压力作用下，流体的流速为次要因素，不作重点考虑。同时考虑水压力进入新生裂纹面的过程并非瞬时完成，为避免作用力的剧烈变化造成颗粒系统的不稳定，根据时间步长的不同，在几个相邻时间步逐渐施加等效水压力。
具体地，以下结合附图对该模拟过程进行说明，在每个时间步循环的过程采用离散元计算程序执行计算，在每个时间步判定是否有新的Bond键断裂。当颗粒A周围有一个Bond键断裂时，颗粒A受到的等效水压力方向如图3所示，当颗粒A周围有多个Bond键断裂时，等效水压力的方向则产生矢量叠加，如图4所示。
根据裂隙的扩展，对裂隙跟踪施加等效水压力。图5展示了追踪施加水压力的二维平面简化示意图。当新生裂隙产生时，考虑水压力进入新生裂纹面的过程并非瞬时完成，为避免作用力的剧烈变化造成颗粒系统不稳定，本案例中设置在10个相邻时间步中逐步提高所施加的等效水压力，直到达到当前等效水压力值。
图9(a)-图9(h)展示了三维水力劈裂过程中裂纹地萌生、扩展过程，分别为86578步、86782步、86986步、87189步、87393步、87597步、87800步和88004步时的试件损伤破裂情况。在计算进行到86578步时，等效水压力数值达到岩石的起裂强度，沿最大水平主应力方向产生裂纹；随着计算的进行和水压的提高，破裂面沿竖直方向向四周扩展，边缘呈现出圆弧状；破裂面较少向下扩展，主要是表现为向上扩展和向两侧扩展的趋势；在88004步，试件的上表面和右侧面破坏贯穿，计算停止。
本实施例提出了一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，通过对三维实体模型进行颗粒填充模拟岩体，通过真三轴伺服加载状态模拟岩体的围压，然后在围压稳定的前提下，施加水压力，实现了真三轴伺服加载状态下岩石材料裂纹的起裂、扩展和贯通的模拟。
并且，模拟岩石材料裂纹的起裂、扩展和贯通的过程中，采用水力劈裂算法，实现了更符合实际岩体破裂模拟，为模拟地下工程建设过程中高水压导致岩体破裂现象提供了一种简单、高效、可行的技术方案，对进一步明确工程建设中应力-渗流耦合作用机制、揭示岩体的破裂机理、保障工程安全建设具有重要意义。
实施例2
本实施例提供一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟系统，包括：
三维模型获取模块，被配置为获取试件的三维实体模型；
颗粒试件生成模块，被配置为根据设定的颗粒级配及目标孔隙率，对所述三维实体模型进行颗粒填充，得到由离散元颗粒表示的颗粒试件模型；
围观参数赋予模块，被配置为获取岩石样品的离散元微观参数取值，施加到所述颗粒试件模型；
三轴伺服加载模块，被配置为基于真三轴伺服加载程序对颗粒试件模型的周围进行应力的预加载，使得围压达到设定值；
岩体破裂模拟模块，被配置为在保持围压稳定的前提下，逐步施加水压力，对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟。
此处需要说明的是，上述模块对应于实施例1中的步骤S1至S5，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
在更多实施例中，还提供：
一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1中所述的方法。
实施例1中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，其特征在于，包括：
获取试件的三维实体模型；
根据设定的颗粒级配及目标孔隙率，对所述三维实体模型进行颗粒填充，得到由离散元颗粒表示的颗粒试件模型；
获取岩石样品的离散元微观参数取值，施加到所述颗粒试件模型；
基于真三轴伺服加载程序对颗粒试件模型的周围进行应力的预加载，使得围压达到设定值；
在保持围压稳定的前提下，逐步施加水压力，对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟；
对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟包括：
在保持围压稳定的前提下，根据设定的初始水压力对颗粒模型试件开始施加水压力，并按照设定的水压力增长幅度和时间步长逐步增加水压力；
在每一个时间步中，基于三维离散元水力劈裂算法对颗粒模型试件的平衡状态进行计算，遍历颗粒间键断裂情况，并在新生裂纹面上跟踪施加水压力，当断裂位置位于试件边界时，模拟结束；
在每一个时间步中，具体执行以下计算：
(1)进行颗粒基础碰撞力计算，以及存在Bond键时的颗粒受力计算；
(2)判断Bond键的状态，如果存在Bond键断裂，判断断裂位置是否位于试件的边界，若是，模拟结束；若否，进入步骤(3)；如果Bond键完整，进入步骤(4)；
(3)进行颗粒等效水压力计算；
(4)根据颗粒合力计算加速度，进而计算颗粒速度和颗粒位移，并基于颗粒位移更新颗粒的位置；
(5)遍历Bond键的断裂情况，在下一时间步开始时在新生裂纹面上施加水压力，返回步骤(1)。
2.如权利要求1所述的一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，其特征在于，颗粒试件模型生成方法包括：
对三维实体模型进行网格划分；
根据网格节点信息及目标颗粒大小生成颗粒离散元模型；其中，颗粒粒径分布服从正态分布。
3.如权利要求1所述的一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，其特征在于，岩石样品的离散元微观参数取值获取方法包括：
基于室内试验研究获取岩石样品的物理力学参数；
对岩石的物理力学性质进行参数标定，得到离散元微观参数取值。
4.如权利要求1所述的一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，其特征在于，若步骤(2)中判定为模拟结束，则自当前时间步，逐步减小等效水压力的值，直到等效水压力减小为零，完成数值模拟试验。
5.如权利要求1所述的一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟方法，其特征在于，颗粒受力包括颗粒间的法向接触力和法向阻尼力、颗粒间的切向接触力和切向阻尼力、颗粒间的滚动摩擦、颗粒间键的作用力和扭矩，以及颗粒自身的重力。
6.一种真三轴伺服加载状态下的岩体破裂模拟系统，其特征在于，包括：
三维模型获取模块，被配置为获取试件的三维实体模型；
颗粒试件生成模块，被配置为根据设定的颗粒级配及目标孔隙率，对所述三维实体模型进行颗粒填充，得到由离散元颗粒表示的颗粒试件模型；
围观参数赋予模块，被配置为获取岩石样品的离散元微观参数取值，施加到所述颗粒试件模型；
三轴伺服加载模块，被配置为基于真三轴伺服加载程序对颗粒试件模型的周围进行应力的预加载，使得围压达到设定值；
岩体破裂模拟模块，被配置为在保持围压稳定的前提下，逐步施加水压力，对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟；对裂隙起裂、扩展、贯穿过程进行数值模拟包括：
在保持围压稳定的前提下，根据设定的初始水压力对颗粒模型试件开始施加水压力，并按照设定的水压力增长幅度和时间步长逐步增加水压力；
在每一个时间步中，基于三维离散元水力劈裂算法对颗粒模型试件的平衡状态进行计算，遍历颗粒间键断裂情况，并在新生裂纹面上跟踪施加水压力，当断裂位置位于试件边界时，模拟结束；
在每一个时间步中，具体执行以下计算：
(1)进行颗粒基础碰撞力计算，以及存在Bond键时的颗粒受力计算；
(2)判断Bond键的状态，如果存在Bond键断裂，判断断裂位置是否位于试件的边界，若是，模拟结束；若否，进入步骤(3)；如果Bond键完整，进入步骤(4)；
(3)进行颗粒等效水压力计算；
(4)根据颗粒合力计算加速度，进而计算颗粒速度和颗粒位移，并基于颗粒位移更新颗粒的位置；
(5)遍历Bond键的断裂情况，在下一时间步开始时在新生裂纹面上施加水压力，返回步骤(1)。
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-5任一项所述的方法。
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