基于三維激光掃描技術(shù)的復(fù)雜三維地質(zhì)體建模方法
本文關(guān)鍵詞: 三維激光掃描 復(fù)雜地質(zhì)建模 前處理 FLAC~(D) 出處:《工程地質(zhì)學(xué)報》2017年01期 論文類型:期刊論文
【摘要】:FLAC~(3D)平臺下前處理階段復(fù)雜地質(zhì)體三維數(shù)值計算模型的建立一直是巖土工程數(shù)值模擬工作者面臨的難題,而三維激光掃描技術(shù)在獲取復(fù)雜物體的精細(xì)空間數(shù)據(jù)的方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。因此,本文提出以逆向工程為過渡平臺實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維地質(zhì)體FLAC~(3D)數(shù)值模型的構(gòu)建。利用三維激光掃描技術(shù)精細(xì)幾何數(shù)據(jù)的獲取功能,對復(fù)雜三維地質(zhì)體空間形狀幾何信息進(jìn)行提取;利用Geomagic Studio良好的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理及曲面建模功能,準(zhǔn)確地重構(gòu)了復(fù)雜地質(zhì)體的CAD曲面模型;利用Hypermesh強(qiáng)大的幾何處理能力及網(wǎng)格劃分能力,將復(fù)雜地質(zhì)體的CAD曲面模型進(jìn)行實(shí)體化和網(wǎng)格化;最后由FLAC3D軟件內(nèi)嵌的Fish語言編制的文件轉(zhuǎn)換為FLAC3D能夠識別的文件格式,從而實(shí)現(xiàn)了該軟件前處理過程中復(fù)雜三維地質(zhì)模型的高效、精準(zhǔn)的建立。結(jié)合工程實(shí)例,對該方法的可行性與仿真效果進(jìn)行了檢驗。結(jié)果表明該方法具有方便、快捷、合理且實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[Abstract]:It has been a difficult problem for geotechnical engineering numerical simulation workers to establish 3D numerical model of complex geological body in pre-processing stage on the platform of FLACU / 3D. Three-dimensional laser scanning technology has a unique advantage in obtaining fine spatial data of complex objects. In this paper, using reverse engineering as a transition platform, a numerical model of complex 3D geological body (FLACU) is constructed, and the function of obtaining fine geometric data by using 3D laser scanning technique is presented. The geometry information of spatial shape of complex 3D geological body is extracted. Using the good point cloud data processing and surface modeling function of Geomagic Studio, the CAD surface model of complex geological body is reconstructed accurately. The CAD surface model of complex geological body is materialized and meshed by using the powerful geometric processing ability and mesh generation ability of Hypermesh. Finally, the file compiled by Fish language embedded in FLAC3D software is converted into a file format that can be recognized by FLAC3D, thus realizing the high efficiency of complex 3D geological model in the pre-processing process of the software. The feasibility and simulation results of this method are verified by an engineering example. The results show that the method has the advantages of convenience, rapidity, reasonableness and practicability.
【作者單位】: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所中國科學(xué)院頁巖氣與地質(zhì)工程重點(diǎn)實(shí)驗室;中國科學(xué)院大學(xué);
【基金】:國家自然科學(xué)基金項目(41172269,41372322)資助
【分類號】:P642
【正文快照】: 0引言工程地質(zhì)體的穩(wěn)定性分析通常是一個復(fù)雜的地質(zhì)力學(xué)問題,它需要地質(zhì)工作者在現(xiàn)場調(diào)查、測量、分析的基礎(chǔ)上,建立相應(yīng)的物理力學(xué)模型。進(jìn)而采用一定的理論與方法,輔以虛擬數(shù)值模擬試驗,預(yù)演、再現(xiàn)工程地質(zhì)體的災(zāi)害演化過程。通過這種地質(zhì)-數(shù)學(xué)-力學(xué)的分析手段,以達(dá)到解決實(shí)
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