本公开涉及土体微结构，尤其涉及一种土体微结构的模拟方法及装置。
背景技术：
1、土的结构可划分为宏观结构和微观结构。宏观结构指肉眼能观察或实验研究的特征，研究方向通常是土工试验、力学试验等，是土体物理力学性质的具体体现。而土的微观结构往往需要借助光电显微镜进行研究，土体宏观工程力学性质的变化归根结底是其内部结构要素调整和演化的综合反映,因此从微观层面揭示土体工程特性逐渐成为土力学向纵深发展的新趋势。
技术实现思路
1、本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本公开第一方面实施例提出了一种土体微结构的模拟方法，包括：
3、确定土体的扫描电子显微镜sem图像中的土颗粒和孔隙；
4、根据所述sem图像中的所述土颗粒和所述孔隙，构建基于多智能体系统的土体微结构模型，所述土体微结构模型包括；土颗粒智能体、孔隙智能体、污染物智能体和污染时间智能体；
5、确定所述污染物智能体的污染物浓度值、所述污染时间智能体的污染时间和所述土体微结构模型的驱动规则；
6、通过所述驱动规则驱动所述土体微结构模型运行，以使所述土体微结构模型基于所述污染物浓度值和所述污染时间进行仿真，获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的孔隙率和/或灰度值矩阵。
7、在本公开一些实施例中，所述确定土体的扫描电子显微镜sem图像中的土颗粒和孔隙，包括：利用遥感图像专用处理软件envi对所述sem图像进行灰度值统计；采用图像分类方法根据所述sem图像的灰度值确定所述sem图像中的所述土颗粒和所述孔隙。
8、在本公开一些实施例中，所述图像分类方法包括k均值聚类算法k—means或者迭代自组织数据分析算法isodata。
9、在本公开一些实施例中，确定所述土体微结构模型的驱动规则，包括：根据元胞自动机和狼吃羊模型制定所述多智能体系统的驱动规则。
10、在本公开一些实施例中，所述方法还包括：通过实验获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的第一孔隙率和/或第一灰度值矩阵；响应于所述第一孔隙率与所述孔隙率不满足第一条件，调整所述驱动规则并继续进行仿真，获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的孔隙率，直至所述第一孔隙率与调整后的孔隙率满足第一条件；或者，所述第一灰度值矩阵与所述灰度值矩阵不满足第二条件，调整所述驱动规则并继续进行仿真，获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的灰度值矩阵，直至第一灰度值矩阵与调整后的灰度值矩阵满足第二条件；或者，响应于所述第一孔隙率与所述孔隙率不满足第一条件或所述第一灰度值矩阵与所述灰度值矩阵不满足第二条件，调整所述驱动规则并继续进行仿真，获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的孔隙率和灰度值矩阵，直至所述第一孔隙率与调整后的孔隙率满足第一条件，且所述第一灰度值矩阵与调整后的灰度值矩阵满足第二条件。
11、在本公开一些实施例中，所述方法还包括：确定所述土体的压缩系数与孔隙率之间的线性关系；根据所述线性关系与所述孔隙率，确定所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的压缩系数。
12、本公开第二方面实施例提出了一种土体微结构的模拟装置，包括：
13、第一确定模块，用于确定土体的扫描电子显微镜sem图像中的土颗粒和孔隙；
14、构建模块，用于根据所述sem图像中的所述土颗粒和所述孔隙，构建基于多智能体系统的土体微结构模型，所述土体微结构模型包括；土颗粒智能体、孔隙智能体、污染物智能体和污染时间智能体；
15、第二确定模块，用于确定所述污染物智能体的污染物浓度值、所述污染时间智能体的污染时间和所述土体微结构模型的驱动规则；
16、驱动模块，用于通过所述驱动规则驱动所述土体微结构模型运行，以使所述土体微结构模型基于所述污染物浓度值和所述污染时间进行仿真，获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的孔隙率和/或灰度值矩阵。
17、在本公开一些实施例中，所述装置还包括：调整模块；所述调整模块用于：通过实验获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的第一孔隙率和/或第一灰度值矩阵；响应于所述第一孔隙率与所述孔隙率不满足第一条件，调整所述驱动规则并继续进行仿真，获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的孔隙率，直至所述第一孔隙率与调整后的孔隙率满足第一条件；或者，所述第一灰度值矩阵与所述灰度值矩阵不满足第二条件，调整所述驱动规则并继续进行仿真，获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的灰度值矩阵，直至第一灰度值矩阵与调整后的灰度值矩阵满足第二条件；或者，响应于所述第一孔隙率与所述孔隙率不满足第一条件或所述第一灰度值矩阵与所述灰度值矩阵不满足第二条件，调整所述驱动规则并继续进行仿真，获得所述土体在所述污染物浓度值和所述污染时间下的孔隙率和灰度值矩阵，直至所述第一孔隙率与调整后的孔隙率满足第一条件，且所述第一灰度值矩阵与调整后的灰度值矩阵满足第二条件。
18、本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
19、所述存储器存储计算机执行指令；
20、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现前述第一方面所述的方法。
21、本申请第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现前述第一方面所述的方法。
22、本公开提供的土体微结构的模拟方法，基于多智能体系统的土体微结构模型，将土体微结构的影响因素土颗粒、孔隙、污染物和污染时间抽象成智能体，模拟土体受不同污染物浓度、不同污染时间作用下的土体微结构，直观、形象地展示污染物对土颗粒的侵蚀、凝聚的反应机制和变化过程，对实际工程运用中具有指导意义。
23、本公开附加的方面和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，或通过本公开的实践了解到。
1.一种土体微结构的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定土体的扫描电子显微镜sem图像中的土颗粒和孔隙，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图像分类方法包括k均值聚类算法k—means或者迭代自组织数据分析算法isodata。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述土体微结构模型的驱动规则，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.一种土体微结构的模拟装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：调整模块；所述调整模块用于：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
