基于蒙特卡洛随机采样的土石混合体数值模型构建方法

土石混合体是一种在自然界中广泛存在的典型非均质岩土材料,建立与之对应的精细化模型是目前开展土石混合体数值计算的重要手段。在土石混合体模型随机生成的过程中,块石间的位置关系判定是极其重要的一个步骤,2个块石在二维平面内的位置关系有相离、接触、相交、内含4种情况,需要分别考虑。首先基于蒙特卡洛随机采样生成了一批任意形状的块石,然后基于AABB包围盒提出了块石位置关系判别算法,并基于此进行土石混合体模型的构建。土石混合体模型和均质土体模型的直剪试验结果表明:均质土体的剪切带较为规则平直,土石混合体的剪切带则较为宽厚和曲折;土石混合体的抗剪强度较均质土体有较大提升。