本技术涉及岩体力学，尤其涉及一种岩体微观形变模拟方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术：
1、目前对岩体微观变形研究主要分为两类：一是采用显微观测技术对加载中的试样进行显微观测；二是通过数值模拟手段通过建模对岩体的微观变形进行研究。前者主要分为两类，一是对不同加载阶段的试样进行显微观测，但是需要多次显微观测试验，成本高昂，且操作过程中容易产生干扰，影响试验结果；二是在加载过程中对试样进行显微观测直至试样破坏，观测结果易受加载装置影响，并且同样面临成本高昂的问题。因此，相关技术中，主要采用数值模拟手段进行岩体微观变形研究，但未能反映岩体真实孔隙结构，对岩体微观结构表征不够精确。并且有限元模型在加载变形过程中存在垂直应变、纵向应变、单元变形以及单元与单元之间的错位，在有限元模型中难以准确的获得这些细微的变形。
2、综上，相关技术中存在的技术问题有待得到改善。
技术实现思路
1、本技术实施例的主要目的在于提出一种岩体微观形变模拟方法、系统、电子设备及存储介质，能够模拟岩体微观形变过程，有效提高了岩体微观形变模拟的准确性。
2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种岩体微观形变模拟方法，所述方法包括以下步骤：
3、对待模拟岩石进行计算机断层扫描，得到第一微观结构图像；
4、对所述第一微观结构图像进行预处理，得到第二微观结构图像；
5、根据所述第二微观结构图像构建初始数字岩心模型；
6、根据预设映射关系将所述初始数字岩心模型转换为第一有限元模型，以通过所述第一有限元模型进行加载计算，得到第二有限元模型；其中，所述第二有限元模型包括不同加载时刻的所述第一有限元模型；
7、根据所述第二有限元模型构建目标数字岩心模型，以通过所述目标数字岩心模型进行岩体形变预测，得到岩体微观形变数据。
8、在一些实施例中，所述对待模拟岩石进行计算机断层扫描，得到第一微观结构图像，包括：
9、根据预设扫描要求对所述待模拟岩石进行切割，得到预设岩石试样；
10、对所述预设岩石试样进行逐层扫描，得到所述第一微观结构图像。
11、在一些实施例中，所述对所述第一微观结构图像进行预处理，得到第二微观结构图像，包括：
12、对所述第一微观结构图像进行灰度值优化处理，得到第一预处理图像；
13、对所述第一预处理图像进行中值滤波处理，得到第二预处理图像；
14、通过自适应阈值分割算法对所述第二预处理图像进行二值化处理，得到所述第二微观结构图像。
15、在一些实施例中，所述根据所述第二微观结构图像构建初始数字岩心模型，包括：
16、根据所述第二微观结构图像提取岩体孔隙与岩石基质的空间网络特征；
17、根据所述空间网络特征计算得到预设空间网络数据；
18、根据所述预设空间网络数据通过体渲染模型构建所述初始数字岩心模型。
19、在一些实施例中，所述根据预设映射关系将所述初始数字岩心模型转换为第一有限元模型，以通过所述第一有限元模型进行加载计算，得到第二有限元模型，包括：
20、根据空间映射关系将所述初始数字岩心模型转换为所述第一有限元模型；其中，所述空间映射关系包括所述初始数字岩心模型的预设体素与所述第一有限元模型的有限元单元一一对应；
21、根据预设试验参数确定边界条件，以通过所述边界条件对所述第一有限元模型进行加载计算，得到所述第二有限元模型。
22、在一些实施例中，所述根据所述第二有限元模型构建目标数字岩心模型，包括：
23、根据所述第二有限元模型的节点坐标数据，确定模型边界数据；
24、根据所述模型边界数据和预设图像参数构建三维体素网格；其中，所述预设图像参数包括图像尺寸参数和体素空间参数；
25、对所述第二有限元模型中的每个有限元单元进行坐标提取，得到有限元节点坐标信息；
26、通过所述有限元节点坐标信息计算所述有限元单元在所述三维体素网格中的位置信息，得到预设索引信息；
27、根据所述三维体素网格的几何特性参数构建仿射变换矩阵，以通过所述仿射变换矩阵将所述预设索引信息映射至实际空间坐标，构建得到所述目标数字岩心模型。
28、在一些实施例中，所述通过所述目标数字岩心模型进行岩体形变预测，得到岩体微观形变数据，包括：
29、根据所述目标数字岩心模型对所述岩体孔隙和所述岩石基质进行形变预测，得到预设形变数据；
30、根据所述预设形变数据进行数据可视化，得到岩体微观形变模拟结果。
31、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种岩体微观形变模拟系统，所述系统包括：
32、第一模块，用于对待模拟岩石进行计算机断层扫描，得到第一微观结构图像；
33、第二模块，用于对所述第一微观结构图像进行预处理，得到第二微观结构图像；
34、第三模块，用于根据所述第二微观结构图像构建初始数字岩心模型；
35、第四模块，用于根据预设映射关系将所述初始数字岩心模型转换为第一有限元模型，以通过所述第一有限元模型进行加载计算，得到第二有限元模型；其中，所述第二有限元模型包括不同加载时刻的所述第一有限元模型；
36、第五模块，用于根据所述第二有限元模型构建目标数字岩心模型，以通过所述目标数字岩心模型进行岩体形变预测，得到岩体微观形变数据。
37、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括：
38、至少一个处理器；
39、至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
40、当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
41、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
42、本技术实施例至少包括以下有益效果：本技术提供一种岩体微观形变模拟方法、系统、电子设备及存储介质,该方案通过对待模拟岩石进行计算机断层扫描，得到第一微观结构图像，并对第一微观结构图像进行预处理，得到第二微观结构图像。接着，本发明实施例根据第二微观结构图像构建初始数字岩心模型。然后，本发明实施例根据预设映射关系将初始数字岩心模型转换为第一有限元模型，以通过第一有限元模型进行加载计算，得到第二有限元模型，包括不同加载时刻的第一有限元模型，进而根据第二有限元模型构建目标数字岩心模型，以通过目标数字岩心模型进行岩体形变预测，得到岩体微观形变数据，实现岩体微观形变过程的模拟。容易理解的是，本发明实施例通过对计算机断层扫描得到的第一微观结构图像进行预处理，并根据预处理得到的第二微观结构图像进行初始数字岩心模型构建，能够真实表征岩体的微观结构调整，有效提高计算结果的精确性。同时，本发明实施例通过将加载计算得到的第二有限元模型转化为目标数字岩心模型，从而能够较为准确地获得有限元模型在压缩形变过程中存在的细微形变，并且能够使得微观形变结果更加清晰直观，有效提高了岩体微观形变模拟的准确性。
1.一种岩体微观形变模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待模拟岩石进行计算机断层扫描，得到第一微观结构图像，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一微观结构图像进行预处理，得到第二微观结构图像，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二微观结构图像构建初始数字岩心模型，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设映射关系将所述初始数字岩心模型转换为第一有限元模型，以通过所述第一有限元模型进行加载计算，得到第二有限元模型，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二有限元模型构建目标数字岩心模型，包括：
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述目标数字岩心模型进行岩体形变预测，得到岩体微观形变数据，包括：
8.一种岩体微观形变模拟系统，其特征在于，所述系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
