[发明专利]一种适用于岩体的建模方法

摘要

本发明公开了一种适用于岩体的建模方法，包括如下4个步骤参数准备、顶点坐标计算、多边形面的构建和几何要素计算。采用本发明采用以方程组解算为主的方法，吸收了现有方法中的块体理论中的有限性判定，结构面网络模拟中的多边形搜索技术。区别于块体理论中的以矢量运算为主的方法。具有对更复杂的破坏模式进行力学的稳定性分析。

主权项

一种适用于岩体的建模方法，其特征在于包括如下步骤：参数准备、顶点坐标计算、多边形面的构建和几何要素计算；A、所述参数准备包括：岩体结构面的内法向量和界面与原点之间的距离值，首先，确定岩体结构面的内法向量，将岩体的结构面和开挖面的形状转换为向上的单位法向量：其次，定义块体与界面的转换系数：再，确定界面与原点之间的距离值：通过结构面发育程度的调查进行赋值；B、顶点坐标计算：采用三个界面方程联立进行求解，确定块体的可能的顶点坐标；所述顶点坐标满足块体的不等式方程：将顶点坐标依次代入上述不等式方程，剔除不满足的坐标点，得到块体的所有顶点，及其坐标值；C、多边形面的构建：识别一个界面的多边形的算法采用以下两组准则来控制：1）一个顶点如果是面$i$与其它两个面的交点，此点必在面$i$内，由此识别一个面内的所有顶点，即面内多边形的顶点坐标；2）任意两个面相交，只有一条边和两个顶点，构造一个面内的边序列或者顶点序列；D、几何要素计算：已知一个界面多边形的有序顶点坐标，求出多边形的面积，块体的体积视为以界面多边形为底，以原点距为高的多个锥体的组合，其体积为所述确定岩体结构面的内法向量为对于n个界面，采用块体理论的有限性判定，确定可以组成块体的界面组合；对于满足有限性的界面组合，将其转换为内法向量；这样，不等式方程有了一组内法向量参数，对于不同的界面组合，代表着不同的块体形态，每一种组合，进行单独的计算；另一组参数是界面与原点之间的距离值，它控制着界面的面积、块体的体积，这个参数可以通过结构面发育程度的调查进行赋值，或者作为变量，将其简化为1米。