基于TeGen的复杂FLAC3D模型可视化建模方法

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基于FLAC~3D的复杂地貌三维地质建模

基于FLAC~3D的复杂地貌三维地质建模

第14卷第2期2008年6月地质力学学报J OURNAL OF GEOMECHANICSVol 114No 12Jun.2008 文章编号:100626616(2008)022*******收稿日期:2008203226基金项目科技部科技型中小企业技术创新基金项目(5635)资助。

作者简介汪吉林(62),男,博士,副教授,主要从事矿产普查与勘探、地质工程专业的科研工作。

T 5623566,2j @631。

基于F LAC 3D的复杂地貌三维地质建模汪吉林1,丁陈建2,吴圣林1(11中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221006;21徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司,江苏徐州 221006)摘 要:针对复杂地貌和地质构造条件下数值模拟的建模问题,基于F LAC 3D 平台提出了从局部到整体的建模思想,采用Brick 单元和Te trahedron 单元通过编程生成复杂地貌条件下的三维地质体模型。

利用趋势面分析法拟合出层状连续地质体,将其定义为不同的“群”,建立了多层状三维地质体结构模型。

采用i nter face 界面模拟出了断层面,并与趋势面相结合,构建了断层上下盘中的地层。

认为通过数学分析结合计算机编程,可以实现直接在F LA C 3D中进行复杂地貌和地质构造条件下的地质体建模。

关键词:数值模拟;建模;F LAC 3D ;趋势面分析;复杂地貌中图分类号:TU45;O241文献标识码:A 自然界中地质体几何形态是及其复杂的,描述地质体形态的传统方法是采用平面图、切面图、等高线图、剖面图等多种图件相结合。

随着计算机技术的进步,三维地质体可视化的技术得到了很大的发展[1~6],与此同时,数值模拟方法在采矿工程和地质工程等领域也得到了广泛应用[7~8]。

由于数据结构的差异,地质体三维可视化的网格与用于数值模拟计算的网格之间存在本质差异,而在大多数数值模拟分析中,模型建立、空间单元划分等前处理工作繁琐、甚至难于进行,妨碍了数值模拟技术的应用,若简化地质模型则又会影响模拟效果,因此有研究者采用数据转换的方法在“可视”与“可算”之间建立桥梁[9~10]。

FLAC3D建模方法

FLAC3D建模方法

FLAC3D建模方法探讨摘要:针对flac3d前处理方面的功能不足,本文列举了目前flac3d建模的常用方法以及其建模思路,供需要者参考和选择,具有一定的实用价值。

关键词:flac3d;建模方法1.引言随着计算机技术的发展,数值模拟方法已广泛应用于岩土及地下工程的研究和设计中,flac3d是三维快速拉格朗日法(fast lagrangian analysis of continua-3d)的缩写,它是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法,可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为[1]。

这种分析方法非常适合于模拟大变形问题,尤其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独到的优点,但flac3d非完全可视化的建模方式和网格划分方法过于繁琐,限制了其通用性[2]。

2.建模方法探讨随着flac3d的应用逐步普遍,出现了flac3d的一些建模的方法,在此列举出来,以供需要者参考和选择。

2.1 flac3d中interface建模方法interface单元在数字模拟中应用相当广泛,很多数值模拟软件都包含有这种单元。

它可以模拟结构的接缝,不同材料、不同块体的接触面,以及岩石的节理面等。

在flac3d中使用interface建模,目前来说基本上有三种方法,分离法、移动组合法和依次建模法。

分离法的思路是先把块体单元分组建好,然后将界面上两部分的接触网格分离为两部分,最后设置interface单元。

移动组合法的实现步骤是先在不同的位置分别建立两组块体,然后在一个块体的表面建立interface,最后通过移动使两组块体在interface处组合起来。

依次建模法是建立一组块体,然后在其相应表面建立interface,再建立与之接触的另外一组块体。

对于复杂的模型,交替建立块体和interface[3]。

2.2 基于midas/gts的flac3d的建模方法在midas/gts中建立复杂地质模型,可以应用midas/gts内嵌工具地形数据生成器(tgm),或者从autocad导人线段建模等方法建立模型,图形建模法可以实现“所见即所得”,强大的布尔运算功能及网格划分功能也能使使用者很方便快捷地建立所需要的功能.模型建立完毕,使用菜单导出单元节点信息及节点坐标信息.通过fish语言,将节点信息和单元信息转换为flac3d的command格式。

FLAC_3D_复杂网格模型的构建及其工程应用

FLAC_3D_复杂网格模型的构建及其工程应用

合了 CAD, CAE, CAM 等图像处理工具的优点, 是建 立复杂计算模型有效而又快捷 的平台。 ANSYS 可 以自上而下直接建立实体模型 , 也可通过自下而上 依次生成点、 线、 面和体的方式建立实体模型。其内 置的强大的布尔运算工具可以实现几何实体之间的 加、 减、 分类、 搭接、 粘接和分割等复杂运算, 大大提 高了建立复杂地质体三维模型的效率。对于实体模 型的网格划分 , ANSYS 提供功能强大的控制工具 , 如单元大小和形状的 控制、 网格的划分类型 ( 自由 和映射等 ) 以及网格的清除和 细化, 以保证剖分出 高质量的网格单元供数值计算之用; 此外 , 还可输出 各 单 元 节 点 坐 标 及 单 元 信 息 NODE DAT 和 ELE DAT 文件 , 供其它软件调用。因此 , 本研究选 用它进行复杂几何模型的建立和网格划分。 1 . 1 前期数据准备 对于目前的数据而言 , 一般需从设计单位或测 量单位提供的二维地质平面图中获取, 此类图形包 含的信息较多, 不能直接为建模所用。因此需对其 进行处理。此项工作的主要内容是对包含分析域的 CAD 图形进行清理 , 即将除表达三维地质信息的等 高线保留外 , 其它所有图层和有关图元信息均予以 删除, 并保存为可供数据交换的 . dx f格式的图件。 1 . 2 数据导出和整理 对于等高线数据 , 目前的导出方法有多种 , 既可 通过自身的命令输出 , 也可通过其它软件读取输出。 对于自身命令 ( list) 输出这一方法, 存在工作量大、 繁琐的缺 点, 并 且其 输出的 数据 格式 并不能 满足 ANSYS 直接 建模 的要 求。因 此, 需采 用他 法。对 此 , 可通过第三方软件对数据进行转换、 整理 , 以获 得可供 ANSYS 直接建模所用的数据。而对于第三 方软件 , 由于进行的只是数据的导入、 导出和整理 , 并不要求对其有较深层次的掌握, 采用其提供的试 用版本就可以实现, 因此, 该方法并没有增大建模的 工作量、 难度和成本。该方法的具体步骤如下。 ( 1) 数据输出。借助地质建模软件 Gocad 的试 用版导入. dxf图形 ( . dx f图形需保存在非中文路径 下 , 并取非中文名 ), 然后再导出等高线数据到 Excel ( 如图 1 和图 2 所示 ) ; 将 Exce l中点三维坐标数据 ( 2)数据整理。由于从 Gocad 导出的数据是等 高线 ( 一般为样条曲线 ) 拟合点的坐标 , 规 律性差, 尚需对其进行整理。将记事本研究件导入到 Surfer 软件中, 借助其对数据进行整理、 插值 ( 如图 3 和图 4 所示 ) , 以获得水平 2 个方向 ( 一般定义为 x, y 坐 标 ) 上等间距点的三维坐标信息 , 并保存为 . dat格 式的数据文件 , 数据的格式如表 1 所示 , 该表中所显 示的示例数据在 x, y 方向上间距均为 100 m。 1 . 3 网格模型的生成 获得 上 述 等 间 距 的 点 坐 标 数 据 后 , 即 可 在 ANSYS中遵循点、 线、 面、 体自下而上的建模方式, 建 立几何实体模型。首先通过这些点生成某一方向上

FLAC3D建模分析

FLAC3D建模分析

Rotation: X: 20.000 Y: 360.000 Z: 240.000 Mag.: 0.8 Ang.: 22.500
Block Group
1 2 3 4 5 6 7
Axes
Linestyle
Z Y
X
Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, MN USA
-5.6447e+001 to -5.6000e+001 -5.6000e+001 to -5.5500e+001 -5.5500e+001 to -5.5000e+001 -5.5000e+001 to -5.4500e+001 -5.4500e+001 to -5.4000e+001 -5.4000e+001 to -5.3500e+001 -5.3500e+001 to -5.3000e+001 -5.3000e+001 to -5.2500e+001 -5.2500e+001 to -5.2000e+001 -5.2000e+001 to -5.1553e+001 Interval = 5.0e-001
JOB TITLE : FOS
FLAC (Version 5.00)
LEGEND
20-Apr-07 23:13 step 87618 -4.444E+00 <x< 8.444E+01 -3.944E+01 <y< 4.944E+01
Boundary plot
0 FOS=1.26E11
Max. shear strain-rate

基于FLAC3D复杂三维地质建模

基于FLAC3D复杂三维地质建模

基于FLAC3D复杂三维地质建模作者:潘曦朱斌来源:《价值工程》2018年第25期摘要:真实地质体三维数值模型构建是进行岩体工程数值分析面临的难题,开展地质体三维数值模型构建方法比较研究具有重要意义。

以FLAC3D数字化模型为基础,提出了FLAC3D-Rhino耦合建模方法,详细阐述了各建模方法具体步骤。

构建了桂林市五美路停车场商住楼深基坑土方开挖及工程三维数值模型,分析了深基坑上开挖地层位移和水压的变化,研究成果对准确构建地质体三维数值模型具有重要指导作用。

Abstract: The construction of three-dimensional numerical model of real geological body is a difficult problem for the numerical analysis of rock mass engineering. It is of great significance to carry out a comparative study of the construction method of three-dimensional numerical model of geological body. Based on the FLAC3D digital model, a FLAC3D-Rhino coupling modeling method is proposed and the detailed steps of each modeling method are elaborated. Three-dimensional numerical model of excavation and engineering for deep excavation of commercial parking building of Wumei Road parking lot in Guilin City was constructed. The change of excavation stratum displacement and water pressure in deep excavation was analyzed. The research results have important guiding role in accurately constructing three-dimensional numerical models of geological bodies.关键词:三维数值模型;地质体;多软件耦合;ExtrusionKey words: three-dimensional numerical model;geological body;multi-software coupling;Extrusion中图分类号:P628 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)25-0188-050 引言在工程领域中,有限元、有限差分等数值模拟技术的应用越来越广泛。

flac3d建模方法

flac3d建模方法

利用FLAC3D 进行数值分析的第一步便是如何将物理系统转化为由实体单元和结构单元所组合的网格模型(Modeling ),该模型与分析对象的几何外形特征相一致。

目前,FLAC3D 网格模型的建立方法可分为两种,即直接法及间接法,直接法是按照分析对象的几何形状利用FLAC3D 内置的网格生成器建模,网格和几何模型同时生成,该方法较适用于简单几何外形的物理系统;与之不同,间接法则适用于复杂的、单元数目较多的物理系统,该方法建立网格模型时,像一般计算机绘图软件一样,通过点、线、面、体,先建立对象的几何外形,再进行实体模型的分网(Meshing ),以完成网格模型的建立,FLAC3D 自身不具备间接法建模功能,读者可借助第三方软件与FLAC3D 的接入轻松实现。

本章主要介绍FLAC3D 的网格建模方法,包括利用网格生成器建立简单网格、利用第三方软件进行模型导入以及复杂模型的方法。

本章要点:z FLAC3D 网格单元的基本类型 z 网格的连接z FLAC3D 网格的数据格式z 常用有限元模型与FLAC3D 的接入 z复杂模型的建立5.1 简单网格的建立5.1.1 基本网格的形状FLAC3D 内置网格生成器中的基本形状网格有13种,通过匹配、连接这些基本形状网格单元,能够生成一些较为复杂的三维结构网格。

网格单元的基本类型和特征如表5-1所示,基本可以归为四大类,即六面块体网格、退化网格、放射网格和交叉网格。

5FLAC3D 建模方法表5-1 FLAC3D 基本形状网格的基本特征5.1.2 单元网格的生成生成块体网格(Brick )的命令格式如下:generate zone brick p0 x0 y0 z0 p1 x1 y1 z1 …… p7 x7 y7 z7 size n1 n2 n3 ratio r1 r2 r3或者generate zone brick p0 x0 y0 z0 p1 add x1 y1 z1 …… p7 add x7 y7 z7 size n1 n2 n3 ratio r1 r2 r3在该命令中,generate 为“生成网格”之意,可以缩写为gen ,zone 表示该命令文件生成的是实体单元,brick 关键词表明建立的网格采用的是brick 基本形状,p0,p1……p7是块体单元的8个控制点,其后跟这些点的三维坐标值(xn, yn, zn ),含义是由8个点可确定一个六面体网格。

FLAC^(3D)中复杂模型的三维建模技巧

FLAC^(3D)中复杂模型的三维建模技巧

FLAC^(3D)中复杂模型的三维建模技巧
姬保静;刘伟韬;任强
【期刊名称】《安全与环境学报》
【年(卷),期】2006(6)B07
【摘要】在数值模拟中,模型是实体的简化而不失真的摹体。

数值分析的合理性很大程度上取决于模型建立的正确性。

解释了FLAC3D模型建模过程的一些问题。

介绍了前期工作,及在FLAC~(3D)中建模的特点,并进行了实例模拟。

【总页数】4页(P69-72)
【关键词】安全学;地质模型;数值仿真;模拟
【作者】姬保静;刘伟韬;任强
【作者单位】山东科技大学资源与环境学院
【正文语种】中文
【中图分类】X935
【相关文献】
1.基于GOCAD平台的FLAC3D复杂地质体三维建模研究 [J], 孙永超;雷国光;李明
2.复杂地质体的FLAC3D数值模型建立方法 [J], 舒伟富;杨超
3.复杂地质体离散化三维网格模型建模方法探讨——以面向FLAC3D软件的建模为例 [J], 赵义来;胡荣国
4.基于GOCAD平台的FLAC3D复杂地质体三维建模研究 [J], 孙永超;雷国光;李
明;
5.复杂矿坑FLAC3D三维建模及其应用 [J], 毛志远;段蔚平;杨强胜;邱宇
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某复杂边坡基于ANSYS平台建立FLAC3D地质模型

某复杂边坡基于ANSYS平台建立FLAC3D地质模型

某复杂边坡基于ANSYS平台建立FLAC3D地质模型摘要:FLAC3D是一种基于三维显式有限差分法的数值分析软件,能较好地模拟地质材料在达到强度极限或屈服极限时发生破坏或塑性流动的力学行为,当前广泛应用于边坡稳定分析。

然而,FLAC3D在前处理建模以及网格划分功能较弱,在建立比较复杂的地质模型时网格点数据不易控制。

本研究基于网格划分功能强大的 ANSYS 软件建立相应数值模型,再通过相应程序将模型导入建立复杂边坡的FLAC3D模型,最后通过某复杂边坡实例的建模过程验证了该方法的可行性。

关键词:复杂边坡;地质模型;ANSYS-FLAC3D接口程序Geologic Modeling of a Complex Slope with FLAC3D based on ANSYSZhou Yuan(Zhengjiang College of Construction,Hangzhou Zhejiang,311231)Abstract:FLAC3D is a numerical software based on three dimensional finite difference. It can analog the mechanical behavior of geologic bodies which were broken or to plastic flow when they get to strength limit or yield limit. Now FLAC3D is widely used in analyzing stability of slope. While FLAC3D is not good at pre-processing modeling and meshing. Meanwhile,mesh point is easy to lose control in modeling complex geologic body. In this paper a numerical model is constructed based on ANSYS which has a powerful function in meshing. Then the model is imported into FLAC3D by a procedure to generate a geologic slope model. Finally the method is proved to be feasible by modeling a complex slope case.Key words:complex slope;geologic model;procedure to AYSYS-FLAC3D 引言上世纪六十年代以来,随着计算机应用技术的不断发展,数值模拟技术逐渐广泛应用于边坡稳定性研究中,边坡稳定性研究已步入了快速发展期。

基于GIS和FLAC_3D_矿山地表沉陷可视化

基于GIS和FLAC_3D_矿山地表沉陷可视化
地表沉陷三维可视化图形以地表沉陷变形等值线图线框图渐变地形图3d表面图的生成为例将小岭硫铁矿的开采沉陷预计区域进行实测地表空间数据处理后保存在文件中然后利用sufer软件来调用相应的文件建立grd网格文件利用grd文件就可以制作出地表沉陷变形的各种三维视图见图4地表数值模拟沉陷与实测塌陷区对比分析数值模拟结果表明通过开采显现的方向位移值发现模拟地表沉陷结果与实测的塌陷区对比分析发现数值模拟图中显示在100的矿体顶板最大下沉变形呈现近似椭圆形从下沉位移图形和等值线上的数据分析推测顶板出现冒落迹象影响地表塌陷这与实测的塌陷区位置和沉陷图形基本吻合
FLAC3D 在矿山及建筑工程领域的数值模拟中应 用广泛,它对原型合理简化建立计算模型,选择合理 参数,能模拟出矿体开采诱发的地表移动和变形[5]。 因此,利用 FLAC3D模拟对地表移动变形进行了计算, 并将与地表布设的监测点实测值进行对比分析。 1. 2. 1 几何模型
采用三维快速拉格朗日连续分析( Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions) FLAC-3D 2. 10 做研究平台,模拟小岭硫铁矿采矿产生地表沉 陷的状态。基于 FLAC-3D 对单元几何特征参数的 要求以及稳定性分析对介质尺寸的考虑,建立研究 对象的几何模型。其过程是: ①对矿区坐标进行变 换,设置能 直 观 反 映 分 析 模 型 几 何 特 征 的 坐 标 轴。 坐标变换后坐标轴设置结果为: X 轴沿矿体走向布 置,正方向为勘探线 4 线 ~ 1 线方向; Y 轴垂直矿体 走向布置,正方向从矿体东部指向矿体西部; Z 轴与 高程增加方向相同; ②根据地质剖面图、分段采矿工 程设计图,构建矿体几何模型。在模型中,矿体及其 相邻围岩采用 10 m × 10 m × 10 m 正六面体单元进 行离散; ③对矿体模型进行打包,以此为基础向外发 散,形成研究对象的几何模型。几何模型的范围在 3 个坐标方向依次为: 垂直方向( Z 轴) 为 - 1 000 ~

flac 3d

flac 3d

FLAC3D建模的一般步骤如下:一、建模newge zo b po x y z p1 x y z p2 x y z p3 x y z &size x y zplot showplot add surface colorplot axes color二、定义材料参数mo moh/null/...pro bu=~ sh=~ fric=~ c=~ ten=~其中bulk是指体积模量也就是K=E/3(1-2v),E是弹模v是泊松比,当v接近0.5时,不能盲目使用;shear是指剪切模量也就是G=E/2(1+v);cohesion是指内聚力;tension是指抗拉强度。

三、加载及边界set g 0 0 -100in de=~fix x/y/z ra x/y/z ~ ~其中要有一个面为自由面。

四、求解h n=10h unbh gp x/y/zdisp x y zset mec fo 30solve此为显式求解过程。

五、结果分析监控变量:print hplot history1plot history2位移等值线图:plot createplot add con disp/…plot add axes colorplot show应力等值线图:plot clearplot add bcon szz/…plot add axes剖面上的等值线图:plot createplot set p dip=~ dd=~ o=x,y,zplot add bo beplot a dd bcon szz/…pplot axesplot show有这些命令可以查看你想分析的FLAC图。

六、求解与后处理step~plot create dispcontplot copy ~ dispcont settingsplot add con disp p be shade onplot add axesplot show开挖模型终于学习完了,经过学习可以建立一个简单的开外模型并计算、分析了。

基于SURPAC的复杂地质体FLAC3D模型生成技术

基于SURPAC的复杂地质体FLAC3D模型生成技术
LUO Zhou—quan,WU Ya—bin,LIU Xiao—ming,LIU Wang-ping,YANG Biao
(School ofResources and Salty Engineering,Central South University,Changsha 410083,China)
2 FLAC 3D模型生成
FLAC3D模型的生成就是要直接继承和利用 SURPAC中建立的三维地质模型数据。SURPAC用 于对地质体的三维表达的模型有两种:一种是实体 模型,另一种是块体模型。实体模型可以准确表达 岩层边界、空区形态、地表等,但实体模型之间以 及实体内部空间没有剖分为单元,使导出数据后还 需对此空间重新剖分,过程复杂。而SURPAC块体 模型通过建立实体模型的约束文件,对实体模型之 间以及实体模型内部运用规则六面体进行剖分13 J。 本文以SURPAC块体模型为基础形成FLAC3D模 型。 2.1 SURPAC块体模型构建
SURPAC块体模型实际上是一个数据库,其模 型构成单元为规则六面体。地质体SURPAC块体模 型的构建步骤如图1所示,其中地表实体模型、岩 层实体模型的建立可通过SURPAC直接调用地表 等高线和岩层线CAD图(.dxf格式文件)自动生成。









.、上
业兀块来自地岩块











FLAC3D软件中执行,从而实现了FIAC3D的直观、快速建模。该建模方法在广西大厂铜坑矿的空区稳定性分析建模中得到了
实际应用,结果表明该方法是完全可行的和有效的。
关键词l SURPAC;FLAC叩;地质体;模型

复杂矿坑FLAC^(3D)三维建模及其应用

复杂矿坑FLAC^(3D)三维建模及其应用

现代矿业MODERN MINING总第625期2021年5月第5期Serial No.625May.2021复杂矿坑FLAC3D三维建模及其应用毛志远段蔚平杨强胜邱宇(中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司)摘要随着工程建设的发展以及科学技术的进步,对工程的研究由传统的二维逐渐转向三维,计算机技术的成熟为复杂地质体的三维研究提供了可能性。

通过建模软件建立矿坑三维模型,将模型导入FLAC3d可以对模型进行三维应力和变形分析。

基于CAD—3Dmine—Rhino—FLAC3d的建模思路建立复杂矿坑的三维模型,避开了FLAC3d前处理功能弱的缺点。

预计在矿坑内部充填110m高尾砂,在模拟尾砂分级加载的条件下,对矿坑进行三维应力和位移分析。

关键词FLAC3d软件三维建模应力一位移分析D0I:10.3969/j.issn.1674-6082.2021.05.026FLAC3D Three-dimensional Modeling of Complex Mine and its ApplicationMAO Zhiyuan DUAN Weiping YANG Qiangsheng QIU Yu1(Sinosteel Maanshan General Institute of Mining Research Co.,Ltd.)Abstract With the development of engineering construction and the progress of science and technol-ogy,the research on engineering has gradually shifted from the traditional two-dimensional to three-dimen­sional.The maturity of computer technology provides the possibility for the three-dimensional research of complex geological bodies.The three-dimensional model of the mine pit is established through modeling soft­ware,and the model can be imported into FLAC3D to analyze the three-dimensional stress and deformation of the model.Based on the modeling idea of CAD-3Dmine-Rhino-FLAC3D,the three-dimensional model of complex mines is established,which avoids the weak pre-processing function of FLAC3D.It is expected to fill110m high tailings in the pit,and carry out three-dimensional stress and displacement analysis of the pit under the condition of simulated tailings grading loading.Keywords FLAC3D software,three-dimensional modeling,stress-displacement analysis随着工程建设的发展以及科学技术的进步,对工程的研究由传统的二维研究逐渐向三维研究过渡°FLAC(Fast Langrangian of Continua)1]是由Itasca 提出的连续介质力学分析软件。

基于Surfer和ANSYS复杂地质体的FLAC3D实体建模

基于Surfer和ANSYS复杂地质体的FLAC3D实体建模
Abstract:In ligllt of great difficulty for creating complex 3d geological model with FLAC”software,it puts forward a new fast modeling met}lod. That is to say,taking Surfer and ANSYS software船transferring platform,using their strong data processing,modeling,preprocessing function of partial network,then leading eomplex model into FLAC”,thus,it realizes the aim of fast and accurate modeling in FLAC”.Simultaneously, /l[1rongh 3d modeling ca鸵of diversion tunnel engineering district of a hydropower station,it pr0V∞the feasibility and effectiveness of this method. Key words:ANSYS,FL分析[J].岩石力学与工程学报,2001(1):66—67. [2] 卢书强,许模,巨能攀.澜沧江某电站左岸地下洞室群围
岩稳定性的FLAC3D分析[J].工程地质学报,2006(3):32—
33.
[3] 陈新泽,唐辉明,杨有成,等.基于FLAC”强度折减法滑坡 三维稳定性研究——以三峡库区白果树大滑坡群为例[J]. 水文地质工程地质,2008(2):80一81.
收稿日期:2010-10-21 作者简介:杨宇宏(1975一),女,工程师。中建国际(深圳)设计顾问有限公司,北京100000

基于FLAC3D复杂三维地质建模

基于FLAC3D复杂三维地质建模

基于FLAC3D复杂三维地质建模潘曦;朱斌【摘要】真实地质体三维数值模型构建是进行岩体工程数值分析面临的难题,开展地质体三维数值模型构建方法比较研究具有重要意义.以FLAC3D数字化模型为基础,提出了FLAC3D-Rhino耦合建模方法,详细阐述了各建模方法具体步骤.构建了桂林市五美路停车场商住楼深基坑土方开挖及工程三维数值模型,分析了深基坑上开挖地层位移和水压的变化,研究成果对准确构建地质体三维数值模型具有重要指导作用.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)025【总页数】5页(P188-192)【关键词】三维数值模型;地质体;多软件耦合;Extrusion【作者】潘曦;朱斌【作者单位】桂林理工大学地球科学学院,桂林541004;桂林理工大学地球科学学院,桂林541004【正文语种】中文【中图分类】P6280 引言在工程领域中,有限元、有限差分等数值模拟技术的应用越来越广泛。

当前,在FLAC3D的应用实践中逐渐显现出了一些弊端,突出表现在建模工作量较大、软件前处理功能薄弱、难以有效构建复杂的曲面、三维模型建成后不便修改及构建的数值模型与真实地质体严重不符等方面,严重影响了计算结果的可靠性[1]。

基于计算机构建的岩体可视化模型,构建三维数值计算模型是大势所趋。

当前岩土、地下水工程常用数值模拟软件主要有 ADINA、ABAQUS、ANSYS、MIDAS、FLAC 等,但上述软件均存在较难构建复杂地质体三维数值模型、灵活性差、前期建模能力较弱等问题。

基于此,诸多学者针对上述问题展开了研究,郑文棠等 [3]结合AutoCAD与FLAC3D及3DEC计算功能,构建了复杂边坡三维地质可视化和数值模型。

田树昆等[4]提出了使用AutoCAD二维转三维程序生成三维模型线框的方式构建ANSYS数值计算模型。

李翔等[5]利用SURPAC、AutoCAD和ARCGIS等软件生成地质体网格点坐标,并经ANSYS软件网格化后构建了FLAC3D数值模型。

FLAC_3D_中复杂模型的三维建模技巧

FLAC_3D_中复杂模型的三维建模技巧

(a)(b )图3 评价结果显示图Fig.3 Picture of assessment results3 结 论本文从人的生活事件的角度,针对煤矿工人特殊的生活环境,对预防煤矿事故发生的方法进行了认真的研究,结论如下。

1)提出了煤矿基层生产单位人因事故预防方法———生活事件分析法;2)选取合适的生活事件,确定职工生活变化值LC V ,建立职工的生活变化值计算表,对115a 以内累计LC V ≥150的职工个人进行重点监控,避免人因事故发生; 3)编制的“生活事件分析与评价”程序,人机界面友好,操作、使用方便。

R eferences(参考文献):[1] CHE N Shijun (陈士俊).Safety psychology (安全心理学)[M].T ianjin :T ianjin University Press ,19991[2] CHE N Baozhi (陈宝智),W ANGJinbo (王金波).Safety management(安全管理)[M].T ianjin :T ianjin University Press ,19991[3] CAO Qinggui (曹庆贵).Coal safety appraisement and safetyinformation management (煤矿安全评价与安全信息管理)[M].Xuzhou :China University of M ining and T echnology Press ,19931Application of li fe event analysis method in coalenterpriseCHE N Jing ,C AO Qing 2gui ,K UANG K ai 2yu(K ey Laboratory of M ine Disaster Prevention and C ontrol ,Shandong University of Science and T echnology ,Qingdao 266510,Shandong ,China )Abstract :In China ,m ost of accidents which happened in the coal enterprise were induced by human error.According to human error ’s happening mechanism ,the present paper bring forward life event analysis method and has developed the application program which can be used in coal enterprise to prevent human error happening.Finally ,s ome enterprise ’s human accident fatalness are assessed.K ey w ords :life event ;human error ;life change value ;control andapplication programC LC number :X 936 Document code :A Article ID :100926094(2006)S 200672033收稿日期:2006206201作者简介:姬保静,研究生,从事灾害控制与预防研究;刘伟韬,副教授,从事安全技术及工程、矿井水文地质及其相关领域研究。

FLAC建模方法与技巧

FLAC建模方法与技巧

采矿工程数值计算方法——FLAC建模技巧与工程应用1 FLAC建模方法1.1 建模(1)设计计算模型的尺寸(2)规划计算网格数目和分布(3)安排工程对象(开挖、支护等)(4)给出材料的力学参数(5)确定边界条件(6)计算模拟1.2 网格生成:Grid i,j 例如:grid 30,201.3 网格规划:Gen x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4例如:Gen 0,0 0,10 10,20 20,01.4 分区规划网格。

例如:Gen xI1,yI1 xI2,yI2 xI3,yI3 xI4,yI4 i=1,10 j=1,21 (I区)Gen xII1,yII1 xII2,yII2 xII3,yII3 xII4,yII4 i=10,20 j=1,21 (II区)1.5 特殊形状的网格(1)圆形gen circle xc,yc rad(2)弧线gen arc xc,yc xb,yb theta(3)直线gen line x1,y1 x2,y2(4)任意形状tab 1 x1,y1, x2,y2, ⋯,xn,yn, x1,y1 gen tab 11.6 赋给单元材料性质mod e (弹性)prop d 1800e-6 bu 12.5 sh 5.77 i=1,20 j=1,10prop d 2400e-6 bu 1250 sh 577 i=1,20 j=11,20mod m (弹塑性Mohr-Coulumb准则)prop d 1800e-6 bu 12.5 sh 5.77 c 0 fri 20 ten 0.015 reg i,j1.7 赋给模型边界条件(1)固定边界(结点)Fix x i=1, j=1,21 Fix y i=1,21 j=1(2)施加边界力(结点) apply yf -10 i=1,21 j=21或apply syy -10 i=1,21 j=21或apply xf -5 i=21, j=1,21或apply sxx -5 i=21, j=1,21(3)赋单元内应力(单元)ini sxx -10 i=1,20 j=1,20ini syy -5 var 0 4 i=1,21 j=1,211.8 计算Set grav 9.81Set largeStep 1000Save test.sav1.9 结果显示Plot grid 显示网格Plot bo 显示边界Plot plas 显示塑性区Plot sig1 fi 显示最大主应力σ1Plot sig2 fi 显示最小主应力σ2Plot sdif fi 显示主应力差(σ1- σ2)Plot str 显示主应力矢量场Plot xdis fi 显示X方向位移Plot ydis fi 显示Y方向位移Plot disp 显示位移矢量场1.10 保存与调用结果命令Call test.txt (或ca test.dat) 调用数据Save test.sav 保存结果New 重新开始Rest test.sav 调用结果Quit 退出程序2. FLAC运用技巧2.1 模型尺寸2.2 模拟开挖Mod nu i=6,15 j=5,12 (或region i,j)2.3 模拟锚杆支护(端锚)struct cable begin grid i1,j1 end grid i2,j2 seg n prop 1stru prop 1 e 2e5 yield 0.5 a 0.235e-3 sbond 0 kbond 0.0001stru prop 1 sfri 30 peri 0.2723 den 7.5e-32.4 模拟锚杆支护(全长锚固)struct cable begin grid i,j end x,y seg n prop 2stru prop 1 e 2e5 yield 0.5 a 0.235e-3 sbond 0.42 kbond 5.37stru prop 1 sfri 30 perimeter 0.2723 den 7.5e-32.5 模拟锚杆支护(预应力锚固)struct cable begin grid i1,j1 end i2,j2 seg n ten 10 prop 1struct cable begin node n1 end x,y seg n prop 2stru prop 1 e 2e5 yield 0.5 a 0.235e-3 sbond 0. kbond 0.1stru prop 1 sfri 0 perimeter 0.2723 den 7.5e-3stru prop 2 e 2e5 yield 0.5 a 0.235e-3 sb 0.42 kb 5.37stru prop 2 sfri 30 perimeter 0.2723 den 7.5e-32.6 模拟断层Mod nu j=37int 1 as from i1,j1 to ,i1,j2 bs from i2,j1 to i2,j2int 1 kn 1000 ks 400 fri 25 c 0.01 t 0.00012.7 其它技巧(1)网格优化(2)先弹性、后塑性(3)分步开挖(4)动力学问题模拟(5)固流耦合问题模拟(6)合理解释结果(7)多种形式输出结果(8)报告格式The purpose of computing is in-sight, not numbers. —FLAC Manualsnewpl bl gr (网格生成)gen zone brick p0 0 0 0 p1 140 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 60(块的尺寸)size 20 1 10(块个数)group floor gen zone brick p0 0 0 60 p1 140 0 60 p2 0 1 60 p3 0 0 63 size 40 1 3 group coalgen zone brick p0 0 0 63 p1 140 0 63 p2 0 1 65 p3 0 0 123 size 20 1 10 group roof(在界面上划分网格不同,因此需设置界面且赋值)interface 1 face range z 60interface 2 face range z 63interface 1 prop kn 3e8 ks 3e8 tens 1e6 sbratio=1interface 2 prop kn 3e8 ks 3e8 tens 1e6 sbratio=1(边界条件)fix z ran z -0.1 0.1fix x ran x -0.1 0.1fix x ran x 139.9 140.1fix y ran y 0.9 1.1fix y ran y -0.1 0.1(赋给单元材料性质)model mohr(摩尔库伦模型)prop bulk 1.859e8 shear 1.169e8 coh 8.62e6 fric 40 tens 1.93e6 range group floorini dens 2600 ran group floorprop bulk 1.25e8 shear 0.577e8 coh 1.2e6 fric 20 tens 0.64e6 range group coalini dens 1300 ran group coalprop bulk 1.667e8 shear 1.098e8 coh 8.13e6 fric 40 tens 1.80e6 range group roofini dens 2100 ran group roof(加载自重)set grav 0 0 -9.8(初始化土体的密度initial density =1000)hist unbal(监控最大不平衡力)solve ratio 1.0e-4save diyingli.sav(调用结果,开挖)rest diyingli.savpl bl grini xd 0 yd 0 zd 0 xvel 0 yvel 0 zvel 0(清零)model null range x 50 80 z 60 63 y 0 1(null 表示设置为空模型)set largehist unbalsolve ratio 1e-4save 1.sav。

FLAC3D建模(复杂边坡)问题

FLAC3D建模(复杂边坡)问题

FLAC3D建模(复杂边坡)问题总在论坛里面看帖子,学习到了很多建模的技巧,觉得基本上是通过ansys与surfer导网格到FLAC3D进行建模,这其中就存在一些问题,如果模型比较复杂的话,可能会严重失真,例如边坡(我是岩土工程专业的,比较关注边坡),如果边坡内部存在多条断层,且存在崩积物、坡积物叠加分布的现象,我们假设存在基岩上覆盖10层崩坡积物,那用ansys与surfer 导入的网格是否能够真实反映边坡的真实情况呢?(我没有具体用ansys与surfer做过,所以并不知道是否可行!),最近做的一个边坡,强风化基岩上存在15层叠加分布的崩坡积物,且边坡内部存在3条断层,考虑了很久,觉得用ansys与surfer做的话可能不合适(如果有朋友能做的话,请告诉我,先谢谢了!),最后考虑用AutoCAD建模,然后导入FLAC3D的方法,模型建立起来后,觉得效果还不错,下面就说下我的方法,有什么不恰当之处,还请各位批评指正。

1、首先在AutoCAD中建模,因为我觉得我们的剖面图基本上是AutoCAD绘制的,尽量就CAD建模的话可以省下不少事(个人观点),建立3维模型需要尽量多的剖面,因此,在边坡表面地形变化处、坡体内部不同成因岩土体处都需要做剖面;2、剖面做好后,进行剖面分层,就是在剖面上尽量细致的划分出不同成因性质的岩土体层,例如崩积物、坡积物,之后利用AutoCAD的3dmesh功能进行网格划分;3、基本上只需要brick与wedge就可以了,自己编写一个VB的程序,可以读出3dmesh网格节点并输出成*.dat文件;例如:Z方向为单位长度,读取3dmesh(brick)程序Dim AcadApp As AutoCAD.AcadApplicationSet AcadApp = GetObject(, "AutoCAD.Application")Dim Mydocument As AcadDocumentSet Mydocument = AcadApp.ActiveDocumentDim Myentity As AcadPolygonMeshDim Mysel As AcadSelectionSetDim fil_type(0) As IntegerDim fil_data(0) As VariantDim Mycoordinates As Variantfil_type(0) = 0fil_data(0) = "olygonMesh"Set Mysel = Mydocument.SelectionSets.Add("Mysel")Dim i, j, k As IntegerMysel.SelectOnScreenFor Each Myentity In MyselMycoordinates = Myentity.CoordinatesNextOpen App.Path & "\" & ".dat" For Append As #1For i = 0 To (j * 6 - 1) Step 6Print #1, "gen zone brick size 1,1,1" & " &"Print #1, "p0" & "(" & Round(Mycoordinates(i), 4) & "," & Round(Mycoordi nates(i + 1), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 2), 4) & ")&"Print #1, "p1" & "(" & Round(Mycoordinates(i + 3), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 4), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 5), 4) & ")&"Print #1, "p2" & "(" & Round(Mycoordinates(i), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 1), 4) & "," & Round((Mycoordinates(i + 2) - 1), 4) & ")&"Print #1, "p3" & "(" & Round(Mycoordinates(i + 6), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 7), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 8), 4) & ")&"Print #1, "p4" & "(" & Round(Mycoordinates(i + 3), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 4), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 5) - 1, 4) & ")&"Print #1, "p5" & "(" & Round(Mycoordinates(i + 6), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 7), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 8) - 1, 4) & ")&"Print #1, "p6" & "(" & Round(Mycoordinates(i + 9), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 10), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 11), 4) & ")&"Print #1, "p7" & "(" & Round(Mycoordinates(i + 9), 4) & "," & Round(Mycoordinates(i + 10), 4)& "," & Round(Mycoordinates(i + 11) - 1, 4) & ")"NextPrint #1, ";*****************************"Close #14、因为边坡表面地形变化处、坡体内部不同成因岩土体处都已经做好剖面了,你只需要将两个剖面之间网格建立好就达到将两个剖面连接起来的目的了,这里建议采用VB编程的方法,利用插值的方法就可以了,这样能够比较准确的反映边坡真实特征的3维模型就建立好了。

基于ArcGIS Engine的Flac数值模型剖切及云图自动构建方法

基于ArcGIS Engine的Flac数值模型剖切及云图自动构建方法

基于ArcGIS Engine的Flac数值模型剖切及云图自动构建方法伍伟斌;纪洪广;曹善忠【摘要】为了实现Flac3D的云图查看功能,基于ArcGIS Engine二次开发技术,在模型单元信息基础上,提出了一种适合于六面块体网格单元类型的剖切算法,沿3个坐标轴方向实现剖切并且快速生成彩色云图.利用此方法,可在ArcGIS Engine二次开发软件中对数值模型剖切实现快速查看矿区3个坐标轴方向的应力状况.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】3页(P110-111,115)【关键词】ArcGIS Engine;剖切算法;云图【作者】伍伟斌;纪洪广;曹善忠【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院;北京科技大学土木与环境工程学院;中矿金业股份有限公司【正文语种】中文GIS以其管理空间信息的独特优越性,已经广泛应用于城市规划、资源管理、岩土工程等各个领域和行业。

众所周知,我国处于基础建设高速发展时期,大规模的基础建设使岩土工程领域积累的数据急剧增多,出现了所谓的“资料数据爆炸性增长”。

因此,如何有效地存储、管理、交流从而充分利用(包括多次开发利用和综合开发利用)这些数据,已成为国内岩土工程工作者共同关心的问题。

显然,利用计算机技术建立起岩土工程数据库系统,使显示、储存、管理和利用岩土工程数据信息效果最好,也是最经济合理的途径。

目前国内外已较广泛地开展了GIS技术和数据库技术相结合的岩土工程数据库系统的开发和研究工作,并取得了可喜的成绩[1]。

在矿山开采中,单凭一种预测方法难以准确预测、预报,需要将开采过程中的各种信息综合分析,由此需要将各种工程信息存储到统一的数据库中,ArcGIS的空间数据库能满足此条件。

Flac3D具有强大的后处理功能,可以输出包括云图、矢量图、动画等各种格式的结果,但是Flac3D软件本身对于工程中需要的一些别的分析功能却不能实现,所以一套针对矿山开采过程中危险性分析的软件显得尤其重要。

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为解决这个问题,工程人员往往采用简化的计 算模型进行计算,简化模型无法体现地质体复杂的 地质特征,特别是对多介质地质体很难达到理想效
收稿日期:2009-11-13 基金项目:国家自然科学基金项目(No. 50774092)。 第一作者简介:荆永滨,男,1981 年生,博士,主要从事采矿与数字矿山技术的研究。E-mail: csujyb@
第 31 卷第 8 期 2010 年 8 月
文章编号:1000-7598-(2010) 08-2655-06
岩土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.31 No.8 Aug. 2010
基于 TetGen 的复杂 FLAC3D 模型可视化建模方法
荆永滨 1,2,王李管 1,2,贾明涛 1,2,陈建宏
区 3 个盘区 63 个采场的模型构建实例,证明该方法简单、可行、有效并且健壮。
关 键 词:数值模拟;岩体开挖;表面模型重建;四面体剖分;TetGen
中图分类号:TU 454
文献标识码:A
Visual modeling of complex FLAC3D model based on TetGen
JING Yong-bin1,2, WANG Li-guan1,2, JIA Ming-tao1,2, CHEN Jian-hong
2656
岩土力学
2010 年
果,甚至出现计算模型与地质实际严重不符的情况, 从而在很大程度上降低了计算结果的可靠性。
因此,许多学者在复杂地质体 FLAC3D 模型构 建这一领域进行了很多工作。胡斌[1]采用 FORTRAN 语言编写了 FLAC3D 的前处理程序,能快速建立地 表形态复杂、岩层和地质结构较单一的地质体计算 模型。廖秋林[2]提出了基于 ANSYS 平台复杂地质 体 FLAC3D 数值模型的自动生成方法。徐能雄[3]提 出将三维地质建模技术与岩土工程数值模拟相结 合,借鉴基于剖面的建模技术,形成了适合于六面 体剖分的三维地质建模方法;在此基础上,利用多 重映射网格,实现了复杂构造岩体六面体网格剖分。 毕林[4]采用实体模型与块段模型套合技术,并把所 构建的三维模型应用到力学分析模型中,实现了力 学模型单元网格的自动划分,解决了多介质复杂结 构条件下岩体工程开挖力学响应三维数值模拟问 题。罗周全[5],林杭[6]提出基于 SURPAC 软件的直 观、快速的 FLAC3D 模型生成技术。根据地质体块 段模型与 FLAC3D 模型单元之间的关系,编写转换 程序,得到 FLAC3D 模型。
型,确定岩层、开挖等的封闭空间区域;在此基础上,通过约束德洛内四面体剖分的方法对三维表面模型形成的空间区域进
行网格剖分。分析了网格生成器 TetGen 的输入、输出数据结构,确定表面模型数据至 TetGen、TetGen 网格划分结果至 FLAC3D
的对应关系,实现能够准确描述地质体与工程开挖的 FLAC3D 计算模型的构建。通过某大型深部开采铜矿的多个岩层和首采
钻孔数据(孔口,测斜, 样品,岩性等)
矢量化的
2D 平剖面图
数据几何属性与地质属性检查 输入 3D 空间
表面重建
岩层分界面 (岩层分界线)
断层 (断层线)
地表 (等高线,测点)
矿体或开挖工程 (剖面轮廓线)
边界吻合的地质体及工程模型
图 1 表面模型建模流程示意图 Fig.1 Sketch of workflow of 3D surface model
设 V 是 X 的顶点的集合, 是 V 中的顶点形成 的任意一个单纯形(四面体、三角形、边或顶点)。 如果 存在外接球,该外接球不包含 V 中的顶点, 则 符合德洛内。D 是 V 的德洛内四面体剖分,D 中所有单纯形均为德洛内。对于一般的 V(无 5 个 或以上顶点在一个共同的球面上),D 是惟一的。
约束德洛内四面体剖分(CDT)由 Shewchuk[10] 提出,是一种类德洛内四面体剖分,它受约束于线 性表面模型的形状。CDTs 是进行四面体剖分的较 合适的结构,因为其不仅考虑了原始边界,而且从 德洛内四面体剖分继承了许多好的数学属性,适合 于数值方法。
给定一个表面模型 X,X 的一个 CDT 定义如 下[10]:
(1. School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. Research Center of Digital Mine, Central South University, Changsha 410083, China)
1前言
数值计算是分析岩土工程稳定性、可靠性问题 的重要手段。美国 ITASCA 公司的 FLAC3D 程序是 率先将连续体的快速拉格朗日分析应用于岩土工程 问题Байду номын сангаас计算软件,极大地提高了数值模拟技术的应 用价值,已成为目前岩土力学计算中的重要数值方 法之一。广泛应用于边坡稳定性评价、支护设计及 评价、地下洞室、施工设计(开挖、填筑等)、河谷 演化进程再现、拱坝稳定分析、隧道工程、矿山工 程等多个领域[1-2]。
尽管 FLAC3D 有着强大的计算功能,能较好地 模拟材料的力学行为,但 FLAC3D 软件在建立计算 模型时仍然采用键入数据/命令行文件方式,不能直 观显示,建模过程可视化程度低。在建立较复杂的 大型地质体模型时,需要控制各个边界节点的坐标 数据,容易出错,检查也不方便;建模工作量大直 接造成三维模拟计算周期长、难度大。模型的建立 只能用数据文件来实现[1]。
文献[2-3]提出的数值模型构建方法主要适合 于层状地质体,对于复杂地质体条件下不规则形状 的地下岩体开挖则存在一些缺陷。文献[4-6]中地 质块段模型的基本单元只能是规则六面体,并且边 界单元只能次分一次才能符合 FLAC3D 中相邻单元 合并节点的要求。因此,对于不规则岩体开挖,要 求单元块尺寸很小才能建立较准确的计算模型,但 因此造成模型单元数量巨大,可能导致 FLAC3D 无 法进行计算。
2657
本文使用的四面体网格自动生成算法是开源的 三维网格生成器 TetGen。TetGen 能够对三维空间进 行约束德洛内四面体剖分生成高质量的四面体网 格,同时可以通过插入顶点的方式对网格实施网格 提纯,得到适合数值计算的网格形状与大小[7-9]。 TetGen 采用 ANSI C++语言,代码具有高度可移植 性,能够在所有主流操作系统(例如,Unix/Linux, Windows,MacOS 等)编译和运行。在 Win32 系统 上 TetGen 可以编译为控制台程序“tetgen. exe”或 者是静态库“tetgen. lib”。本文采用静态库的方式使 用 TetGen,可以直接将表面模型数据放入 TetGen 的输入、输出结构 tetgenio,同时可以直接从输入输 出结构中取出计算结果进行后续操作,而不必再通 过文件作为中间介质进行复杂的转换。 3.1 约束德洛内四面体剖分
reconstruction
条带
外壳 区域
分支
图 2 地质体及开挖表面模型建模的四种方法 Fig.2 Four construction methods for building geological surfaces and excavation surfaces from their boundaries
对于岩体工程来说,地质体信息的数据来源主 要是钻孔数据和地表等高线。钻孔数据能够提供局 部地质结构的准确信息,地表等高线则描述地面形 态。三维表面模型的重建主要就是根据这些钻孔数 据以及解译过的平剖面图,其主要流程如图 1 所示。
地表模型通过对等高线进行德洛内三角化生 成。地质体模型则根据每两个相邻剖面上的地质体 轮廓线重构生成,根据边界线的类型不同,表面模
对于两个顶点 p 和 q,如果存在约束面 f 使得 p 和 q 分别位于 f 所在平面的两侧,线段 pq 与该面相 交,则 p 和 q 之间不可见(如图 3)。线段不影响可 见性,如图 3 中,尽管 ab 是线段,但 c 和 d 之间可 见。
用于生成四面体网格的表面模型必须封闭,且 面片之间不能有相交和重合。建模时根据 FLAC3D 中所需要的分组(Group)信息,建立各个分组区 域的表面模型,相邻区域之间共享一个分界面模型, 最终形成一个包含多个封闭区域的表面模型。
3 四面体网格自动生成
第8期
荆永滨等:基于 TetGen 的复杂 FLAC3D 模型可视化建模方法
因此,作者结合 Dimine 矿业软件,首先建立地 质体及岩体开挖工程三维表面模型,然后对其进行 约束德洛内四面体剖分建立非结构化网格模型,最 后将其转化为后缀为“flac3d”或“f3grid”的计算 模型。在 FLAC3D 中通过命令 impgrid 即可载入模 型直接使用。
2 表面模型重建
型的创建分为 4 类,如图 2 所示。例如,三角条带 算法用于建立断层面、岩层分界面;外壳和分支算 法用于构建较为复杂的矿体或开挖工程模型;区域 三角化算法则用于构建矿体或开挖工程边界表面。
(1.中南大学 资源与安全工程学院,长沙 410083;2.中南大学 数字矿山研究中心,长沙 410083)
摘 要:为了充分发挥 FLAC3D 在数值计算方面的优势,解决在复杂地质体条件下岩体工程开挖存在的计算模型构建难度大、
多采用简化模型而影响计算结果可靠性及准确性的问题。提出采用三维表面模型重建方法建立地质体及岩体工程的表面模
Abstract: For excavation of rock mass in complex geological body, simplification methods of the numerical models are often utilized in that accurate models are difficult to construct. However, the reliability and accuracy of the computed results rely heavily on the model. A new method is proposed to construct the FLAC3D model which can depict the geological body and excavation of rock mass accurately. Geological and excavation surface models are built from their boundaries to define the three-dimensional domains. Then, TetGen is used to generate the constrained Delaunay tetrahedralizations (CDTs) and quality tetrahedral meshes. The input and output data structure of TetGen is analyzed to transfer data from surface model to TetGen and from TetGen to FLAC3D model. The FLAC3D model of a deep mining copper mine is constructed, including several strata and 63 stopes. The results prove that this method is simple, feasible, effective and robust. Key words: numerical simulation; excavation of rock mass; surface model reconstruction; tetrahedralization; TetGen
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