[发明专利]一种三棱柱地质模型的构建方法

摘要

本发明公开一种三棱柱地质模型的构建方法，一、设置模型投影区域并划分平面网格单元，将模型底面控制区域内节点划分为控制区内节点、控制区外节点和控制边界节点；二、对于每层地质材料划分网格层，判断节点是否位于该层材料边界面上，将高于本层边界面的本层材料节点坐标竖直下移材料分界面，对每层节点进行编号，控制边界和区域内部特殊处理；三、依次对i层和i+1层对应虚节点构建三棱柱单元k，l，m，k+np0,l+np0,m+np0直至地表面；四、自第一层开始对节点进行实节点编号，判断与下层对应节点是否重合，是则该节点采用对应下层实节点编号，否则该节点为新的实节点；进行实节点编号；五、将组成单元的虚节点用实节点替换，生成地质模型。

主权项

一种三棱柱地质模型的构建方法，其特征在于包括如下步骤：（1）设置模型底面控制区域，并将模型底面剖分为长度不等的三角形网格单元，然后将关键薄弱地层控制范围向模型底面投影，从而将模型底面控制区域内节点划分为3类：关键控制区内节点、关键控制区外节点和关键控制边界节点，所述的模型底面控制区域节点总数目为np0，单元总数目为ne0；（2）根据地层信息按层生成三棱柱网格节点，并对其赋予虚节点编号，定义模型底面高程z0，从下向上依次分别确定各地层材料分界面及地表面；采用长度dz1对介于第1层的三棱柱进行单元划分，若上下地层边界对应的三棱柱节点最大高程差为dzz1，则该层地层划分的网格层数N1=dzz1/dz1，N1采用进一法取整，于是第1层地层可由N1层网格单元控制，每一层网格节点数目均为np0，单元数目为ne0，故该地层网格中第i层第j个节点的编号可记为(i‑1)*np0+j；遍历第1层材料所有网格节点，将每一节点与当前地层边界进行比较，若节点位于地层边界上方，将节点沿其所在三棱柱棱方向平移至当前地层分界面上；同理，对于第k层地层进行网格划分时，以第k‑1层地层上边界为底面，采用长度dzk对介于第k层的三棱柱进行单元划分，若上下地层边界对应的三棱柱节点最大高程差为dzzk，则第k层地层划分的网格层数Nk=dzzk/dzk，Nk采用进一法取整，于是第k层地层可由Nk层网格单元控制，由于每一层网格节点数目同样为np0，单元数目亦同样为ne0，故第k层地层网格中第l层第m个节点的编号可记为(l‑1)*np0+m； 遍历第k层所有网格节点，将每一节点与第k层地层上边界进行比，若节点位于第k层地层上边界上方，将节点沿其所在三棱柱棱方向平移较至当前地层分界面上；依次从下而上遍历所有地层，即生成地质模型；（3）自模型底面z0开始，以模型底面三角形网格为控制条件，按照第i层与i+1层虚节点进行单元构建，并依次向地表推进，若第i层平面单元网格下方节点为k，l，m，则该网格单元对应的节点为k，l，m，k+np0，l+np0，m+np0；由于单元节点坐标有重合，故单元可看作由虚节点组成，虚节点总数目为（NT+1）*np0，NT为地质模型网格总层数；（4）自模型底面z0开始，重新对网格虚节点进行实节点编号，对第i层第j个节点，判断其在沿竖向与i‑1层相对应节点是否重合，若重合则该节点记为上一层节点编号，否则该节点为新的实节点，进行编号，遍历所有网格虚节点，最终可得到实节点总数NP；遍历所有网格单元，对每个单元进行体积计算，若单元体积为0，则剔除该单元，若体积大于0，则对该单元进行单元编号，最终得实单元总数目为NE；（5）遍历所有网格单元，将每一个实单元中的虚节点用该点对应的实节点编号替换，然后将节点单元信息按特定格式输出，则生成相应三棱柱地质模型。