[发明专利]一种将二维地质剖面转换为FLAC3D计算模型的方法

说明书

本发明公开了一种将二维地质剖面转换为FLAC3D计算模型的方法，包括：对剖面对象进行分类并汇总需要转换FLAC3D计算模型的具体对象；采用三维世界坐标系将二维的地质剖面导入到三维视窗中；对处于三维坐标系中的二维地质剖面的各个线对象进行归类；进行地质剖面线对象的合理性审查；构建相应的模型范围；选中筛选后的地表线集对象计算出相应的中值面；针对其余的地质对象依次得到相对应的网格面对象；基于封闭几何模型的网格自动生成工具Kubrix即可创建相应的FLAC3D计算模型。该方法实现了将二维地质对象导入到三维空间中，并依托三维空间中的线对象构建相应的三维网格面，利用已有的Kubrix工具创建FLAC3D计算模型。

技术领域

本发明属于岩土工程计算分析领域，具体涉及一种将二维地质剖面转换为FLAC3D计算模型的方法。

背景技术

FLAC3D(3D FastLagrangianAnalysis Code)是一款基于连续介质理论和显式有限差分方法开发，广泛用于岩土、采矿工程分析和设计的三维高端数值分析程序，特别适合处理有限元方法(FEM)难于解决的岩土体复杂课题，典型如复杂多工况、大变形、非线性材料行为、失稳破坏的发生和发展。

FLAC3D作为一款成熟的数值计算软件，在岩土工程计算分析领域应用广泛，区别于FLAC二维的分析计算，FLAC3D从三维的角度来描述物理介质，显然三维分析方法可以更为真实的描述介质体形体特征、受力条件及其相应的应力应变性质，分析计算的前提是需构建反应场地地质条件的三维模型。

如现有技术中，中国科学院武汉岩土力学研究所的CN111737906A公开了基于FLAC3D计算矿区地表最大水平变形的方法，该方法包括以下步骤：首先利用FLAC3D软件中的list命令提取三维矿区数值模型节点的坐标和位移信息，再利用Excel从中筛选出地表节点，并以文本文件的形式输出矿区地表节点的坐标和位移信息；随后利用Surfer软件对输出的矿区地表节点信息进行插值，生成离散、等间距的矿区地表x方向与y方向位移的点阵；再利用Matlab编程语言实现对矿区地表最大水平变形的求解，进而实现地表最大水平变形等值线的绘制，最终为划分采矿活动对于地表建筑物的影响范围提供了依据。

又如，昆明理工大学的CN103236085A公开了一种FLAC3D复杂三维地质体模型自动建立的方法，根据建模数据之间的关系，采集建模数据，建立建模数据库，然后再根据FLAC3D程序的语法规则，利用SQL语句从建模数据中，查询生成FLAC3D建模命令流，保存为txt格式。能够快速生成FLAC3D建模数据文件，在FLAC3D软件中调用所生成的建模数据文件，即自动完成建模工作。可以有效保证所建立的FLAC3D三维地质体模型的准确性，且节省人力资源，提高效率。

然而，现有技术尚未考虑到以下问题：岩土工程的工作流程往往需要创建多个二维地质剖面来表述相应场地的工程地质条件，反映场地范围内的地形地貌、地层岩性、风化卸荷、岩体结构、地下水等信息。目前FLAC3D提供多样化建模手段及其接口技术以满足不同工程类型、复杂层次的模型构建的需要，如内置常规模型模板、内置可视化结构化网格工具—Building Blocks，上述手段创建地质三维模型整体效率不高，且很难创建较为复杂的地质三维模型，同时创建出的三维计算模型同实际地质条件吻合程度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将二维地质剖面转换为FLAC3D计算模型的方法，提高数值计算模型构建效率和精度。

本发明是这样实现的：

一种将二维地质剖面转换为FLAC3D计算模型的方法，包括以下步骤：

步骤一，收集相应工程场地的二维地质剖面，对剖面对象进行分类，汇总需要转换FLAC3D计算模型的具体对象。

根据实际需要一般包括地表、地层、构造、风化、卸荷、地下水等6类对象。