复杂地质条件下的三维模型建立

图2
C．借助地质建模软件 GOCAD。具体操作如下： 1.将地形图保存为 dxf 格式，采用图 3 所示的路径，将 dxf 导入 GOCAD 2.在 pointsSet 处单击右键， 按照图 4 的路径， 由等高线生成等高线上坐标点。 坐标点的名字，可以随便命名。 3.坐标点的输出，安装图 5 所示的路径，在弹出的对话框内，选择输出的坐 标点名字，和输出的属性，就能直接输出地表的坐标点文件。
第二章自下而上的建模
图1
2．采用 MATLAB 对 dat 文件中的数据进行处理，生成地质模型的命令流文 件。当然也可以，直接通过*Vread 读入数据进行编程（突然想到，呵呵，应该可 以，而且更方便） 下面来讨论一下，这个两个方面如何实现。
1.1 坐标点数据文件生成
将 cad 中等高线的坐标点信息转换为数据文件有三种方法，分别列举如下： A. cad2008 自带有输出节点信息到 excel 表格的工具，在工具——属性提取 里面，大家可以试试。提出节点数据还是很快的，我的是 2007,这里就不贴图了。 B．cad 的二次开发小软件，如 CADAssis。操作还是很简单，但只能一条线 一条线的输出，如果地表模型很复杂，则非常不适用。 具体操作如图 2，首先在 CADAssis 文件夹中，新建一个 excel。然后打开 cad 和 CADAssis （cad 先打开） ， 再安装图 2 所示的操作， 就可以将节点坐标导入 excel。
大家都知道模型的建立，有两种方法。即自上而下进行建模，和自下而上进 行建模，现在有我分别从这两个方面来谈一下三维地质模型的建立。在三维地质 建模方面，我也是一个新手。在这里抛砖引玉，希望更多大牛能加入我们，我们 一起来讨论。 这里，我使用的软件有：ANSYS、surfer8.0、FLAC、GOCAD、以及 matlab， 当然还需要 CAD。
图 a. ANSYS 相应命令流
1
POINTS POIN NUM
298 228 156 299 229 157 300 230 158 301 302 231 159 303 160 232 304 233 161 305 90 162 234 306 91 307 235 164 163 92 308 236 165 93 309 237 166 94 310 238 311 167 95 312 239 168 96 313 240 97 314 241 169 98 315 99 317 316 242 170 100 243 171 101 318 244 172 102 319 36 320 245 173 103 38 37 246 104 321 247 174 105 39 322 40 323 248 175 106 41 249 107 324 42 325 250 176 108 43 177 326 44 251 327 252 178 109 45 328 179 110 329 254 253 180 111 46 330 181 47 112 331 255 182 113 48 256 332 183 333 257 184 114 49 115 258 50 334 259 185 116 51 186 335 117 52 260 187 336 261 188 118 53 54 189 337 262 190 119 55 120 263 338 339 264 191 121 56 192 57 X 340 265 193 122 58 123 341 267 266 194 124 59 195 1 60 342 268 196 125 61 2 3 126 343 269 197 127 62 4 63 344 270 198 128 64 5 199 345 271 200 129 65 6 7 130 66 201 346 272 202 131 67 8 132 203 348 347 273 204 133 68 9 69 274 349 275 205 134 70 10 135 206 71 350 276 207 136 72 11 137 351 277 208 138 73 12 209 352 278 210 139 74 13 140 75 353 279 211 141 76 14 15 354 281 280 212 142 77 16 355 17 356 282 213 214 143 78 18 2019 283 357 284 215 144 79 21 358 22 216 285 359 286 217 145 80 23 360 287 361 288 218 81 24 362 219 146 82 147 289 25 364 363 290 220 148 83 26 365 291 366 292 221 222 149 150 84 27 2829 367 368 85 293 30 369 294 223 224 151 152 86 31 370 32 371 87 295 372 296 226 88 33 34 154 373 374 297 225 227 153 155 89 35
3.相邻等高线蒙皮生成地表面
a. ANSYS 蒙皮生成地表面
1
AREAS TYPE NUM
10601
AUG 5 2012 18:12:20
Z
10602
Y X
10600 298 10500 228 10400 156 10300 10200 90 10100 36
10102
374 10603 297 10503
227 10403
155 10303 89 10203 35 10103
1
a.效果图 图 8. ANSYS 命令及效果图
4.生成边界面，生成相应地质体。三位地质模型如图 7
图 9. 地质体示意图 对于，任意的地表等值线，我建立一个通用的 MATLAB 文件，根据给定的等
高线点的坐标，就可以直接生成三维建模的 ANSYS 的命令流。但同一高程上，等 值线只能有一条，超过了。我的程序就无法运行。 除了，采用上面的方法，更简单的方法是采用 GOCAD 直接建立复杂的三维 地质模型，但由于目前还没有好的软件接口。GOCAD 导入其它软件是个较为麻 烦的操作。这里就不提了。
wenku.baidu.com
4.在高程最大、高程最小的等高线的高程处，生成顶面和地面，等高线四周 边界延长 10 米，生成四周的边界面 5.由地表面，周边面，上下底面，生成地质体。 6.网格划分。 这里有我做好的一个地质体建模的命令流， surface.txt。按照上面思路，将 其简单的叙述一下： 1.导入等高线关键点如图 5
我这里采用的是通过 MATLAB 对坐标数据进行处理， 并生成 ANSYS 能识别的 命令流。其实也可以直接在 ANSYS 中导入数据文件进行处理，由于突然想到，还 没有来得及实现，这里就不讲了。下次弄好之后，我会上传到群里。 主要的思路如下： 1.将坐标文件 ANSYS.dat 中数据输入数组。 2.对坐标点，按 z 方向（高程）进行分类，同一条等值线上的点由样条曲线 命令生成，样条曲线。 3.相邻的两条样条曲线，根据蒙皮命令，生成地表面
第一章.自上而下的建模
首先，来谈一下自上而下的建模。即我们首先，需要建立三维地质体，然后 进行网格的划分。其实，很多建模的同学都知道，三维体的建立不难，关键是网 格划分，好的网格划分。对于三维地质体的网格划分，我也没有太多好的建议， 只是有一点想法，一会与君共享一下。呵呵 对于自上而下的建模，我们采用 ANSYS 进行。主要的思路是 1．根据 CAD 中各等高线上的点坐标，生成坐标点文件。例如：ANSYS.dat， 如图 1，其中 1~3 列分别表示点的 x、y、z 坐标。
图 3 dxf 文件导入 GOCAD
图 4 生成坐标点
图 5.GOCAD 输出点数据
以上就是我找到的几种节点坐标生成方法，当然最简单的方法就是根据 cad 中的 list 命令，在命令窗口输出节点坐标。但由于输出有限这种方法好像也不太 合适。 下面根据生成的坐标数据文件来生成三维地表模型。
1.2 三维地表模型建立
AUG 5 2012 18:11:01
Y Z
b. ANSYS 效果图 图 6. ANSYS 命令及效果图
2.选择同一条等高线上的关键点，生成等高线
a. ANSYS 等值线生成
1
LINES TYPE NUM AUG 5 2012 18:14:36
Y Z X
b. ANSYS 等值线效果图 图 7. ANSYS 命令及效果图
复杂地质条件下三维模型建立
QQ: 萝卜 326174074
目录
复杂地质条件下三维模型建立............................................................................ 1 第一章.自上而下的建模....................................................................................... 2 1.1 坐标点数据文件生成 ............................................................................. 3 1.2 三维地表模型建立 ................................................................................. 5 第二章自下而上的建模........................................................................................ 9 2.1 FLAC3d 曲面生成案例 ............................................................................ 9 2.2 starmoon 的帖子 ................................................................................... 11 2.3 郑海棠的帖子 ...................................................................................... 12 第三章 修改节点坐标建立地下空间模型........................................................ 14 3.1 节点修改方法 ....................................................................................... 15 3.1.1 函数法 ........................................................................................ 15 3.1.1 节点顺序法 ................................................................................ 17 3.2 隧道建模实例 ....................................................................................... 18 总结.................................................................................................................... 19