岩体三维模型构建的优化方法研究
基于三维地质模型的岩土工程设计与可视分析彭昭
基于三维地质模型的岩土工程设计与可视分析彭昭发布时间：2021-08-25T09:38:52.896Z 来源：《基层建设》2021年第16期作者：彭昭[导读] 基于三维地质模型的岩土工程数字化的应用，成为我国岩土工程领域的主要发展方向身份证号码：43012119801119xxxx重庆 400000摘要：基于三维地质模型的岩土工程数字化的应用，成为我国岩土工程领域的主要发展方向。
岩土工程的三维地质建模和可视化分析研究，提高了岩土工程的信息化管理水平，在岩土工程领域具有一定的应用价值。
本文对岩土工程三维地质模型建模和可视化分析的特点进行了介绍，结合岩土工程基坑开挖施工的实际情况，提出了基坑开挖体的三维地质模型的建模方法，并对岩土工程基坑开挖体的三维地质建模的可视化分析方法进行了研究。
关键词：三维地质模型岩土工程可视化分析基坑开挖数字岩土1三维地质模型建模及可视化分析的特点1.1三维地质模型的建模特点岩土工程在对地质体三维模型[1]进行建模的时候，需要采用地质体的缓冲区建模方式进行设计。
因为在岩土工程的地质勘测过程中钻孔的数量比较少，如果根据钻孔的实际数量进行三维模型的建模，将会造成岩土工程的后面施工设计无法正常进行，所以本文采用三维地质体缓冲区建模的方式进设计，在实际工程中采用虚拟的方式引入虚拟钻孔，这样可以对建模区域的边界进行扩充。
在三维模型特定的位置引入虚拟钻孔，把虛拟钻孔的数量和实际钻孔的数量约束到模型中，并把缓冲区边界的虚拟钻孔和缓冲地质体进行三维地质实体模型的建模。
在岩土工程中通过计算机技术和岩土勘察技术等先进的科学技术，实现岩土工程三维地质缓冲区模型的建模以及可视化分析等功能。
1.2地质模型建模的三维可视化特点三维可视化[2]是通过三维图形的方法来对数据进行表达，并且在计算机屏幕上进行模拟显示的一种交互式技术。
在岩土工程的地质学中三维可视化得到了广泛的应用，三维可视化包括对颜色和纹理的表示、绘制以及显示等分析计算。
三维矿体模型快速构建方法研究
三维矿体模型快速构建方法研究郑通科;陈庆;袁峰;张明明;李晓晖【摘要】T he three‐dimensional orebody models can provide reliable evidence for the estimation of re‐sources reserves ,the production design of mining and the management of resources .However ,the traditional method of three‐dimensional orebody modelling depends on the geological section maps and needs a lot of geological work and experience ,so it often seriously falls behind the process of explora‐tion .In this paper ,the spatial interpolation method is used to study the way of three‐dimensional ore‐body modelling ,w hich can best describe the spatial distribution pattern of ore bodies and can be very suitable for building ore bodies in the early stages of exploration .%三维矿体模型可为资源储量估算、矿山生产设计及资源管理提供可靠依据。
然而，传统三维矿体模型的构建依赖于地质剖面图，需要大量的地质工作和地质经验，往往严重滞后于勘探进度。
文章利用空间插值方法展开三维矿体模型的快速构建方法研究，能够很好地描述矿体的空间分布形态，适用于勘探初期矿体的基本圈定和三维模型构建。
岩石三维模型及破坏的有限元方法
１ 一 ＋ ｃ ＋ ａ ｒ ２ ｓ
ＡＮＳ ｓ Ｌ － ＮＡ 是 目前 运 用 最 广 泛 的 有 限 元 Ｙ ／ ＳＤＹ 方法 之一 。本文 以有 限元 为基 础， 用基 于 Ｌ － 运 ＳＤＹＮ Ａ
的显式非线性动力分析进行仿真数值模拟。
１ 方法 介绍
Ｊ一 （ ）＋（ ） 一 。 ２ 去［ 一 。 一 ＋（ ） ］
石 在 大 围压 下大 多表现 出硬 脆性 ， 与混凝 土 的硬脆性 相 似， 故本 文 运 用 了 ＭＡＴ— ＯＨＮ ＯＮ— Ｊ Ｓ ＨＯＬ ＭＱＵＩＴ Ｓ— Ｃ ＯＮＣ Ｅ Ｅ。它适合 于 大应 力 、 应 变 、 变形 ， 符 Ｒ Ｔ 大 大 更 合 三轴 围压下 的岩 石性质 ， 能更 加有 效地模 拟 出岩石 的
成果 引。
第 一应力 不变量 ， 更适 用 于岩 土材料 ， ５： 即［ ］
ｆ ｉ， ２＝ａ １ ￣ ２ （１ 『） Ｉ＋ ／ 一Ｋ ，
ａ一
２ ｉ ｓ ９ ｎ ｉ
６
， 一
＿ ｓ９ ｃ ＿ ｏ ＿
ｓｉ
式 中 ： —— 应力 张量 的第一 不变 量 ；
， —— 第 二不 变量 。 ｚ Ｉ，ｚ Ｊ 的表达 式为 ：
规 实验方 法很难 得到 准确数 据 。 为此 ， Ｌ ￣ ＮＡ 中采 用 ＭＡＴ ＲＵＣ Ｒ Ｐ ＡＧＥ 在 ＳＤＹ Ｄ ＫＥ ＿ Ｒ Ｒ模拟 岩 石 三 维动 态破 坏 ， 分析 岩石破 坏过 程 中的 受力 ， 到一 些具 有 实际意 义的结论 。 得 关 键词 ： 石模 型 ； 限元 方 法 ； Ｐ准 则 ； 态破 坏 岩 有 Ｄ 动
岩坡稳定的三维强度折减法分析
第25卷 第12期岩石力学与工程学报 V ol.25 No.122006年12月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec .，2006收稿日期：2005–11–28；修回日期：2006–01–13基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412702)；国家自然科学基金资助项目(50279051)作者简介：陈 菲(1980–)，女，2002年毕业于武汉大学水利水电建筑工程专业，现为硕士研究生，主要从事边坡稳定方面的研究工作。
E-mail ：feierchen_sunny@岩坡稳定的三维强度折减法分析陈 菲1，2，邓建辉3(1. 中国科学院 武汉岩土力学研究所，湖北 武汉 430071；2. 国电大渡河流域水电开发有限公司，四川 成都 610016；3. 四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川 成都 610065)摘要：目前，强度折减法基本上用于边坡的二维稳定分析。
为研究其在岩石边坡三维稳定分析中的适用性，选择平面滑动和楔形体滑动2个经典算例，运用强度折减法求解其安全系数，并与E. Hoek 和J. W. Bray 给出的解析解进行对比。
计算结果表明，数值解与解析解非常接近，模拟的滑动方向与理论假定也基本一致。
算例中，结构面使用实体单元模拟，为此进一步探讨结构面单元厚度和网格密度对计算精度的影响；结构面均为平面，其厚度为块体高度的1/10～/200，厚度与单元数对安全系数的计算结果影响不大。
对特征点位移准则和塑性区贯通准则进行比较分析，认为结构面塑性区贯通收敛准则在理论上与极限平衡理论较为吻合，实际应用上也易于操作，作为收敛准则较为合理。
三滑面五面体滑动算例进一步验证该方法的适用性。
关键词：边坡工程；岩坡；三维稳定性分析；强度折减法中图分类号：P642.22；O 242 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)12–2546–06THREE-DIMENSIONAL STABILITY ANALYSIS OF ROCK SLOPE WITHSTRENGTH REDUCTION METHODCHEN Fei 1，2，DENG Jianhui 3(1. Institute of Rock and Soil Mechanics ，Chinese Academy of Sciences ，Wuhan ，Hubei 430071，China ；2. Dadu River Hydropower Development Co .，Ltd .，Chengdu ，Sichuan 610016，China ；3. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering ，Sichuan University ，Chengdu ，Sichuan 610065，China )Abstract ：The strength reduction method(SRM) is mainly used for two-dimensional slope stability analysis. In order to verify its feasibility for the stability analysis of three-dimensional issues ，two benchmark problems ，i.e. planar slide and wedge slide ，are selected ；and the safety factors are calculated by SRM. The obtained safety factors agree well to the analytical solutions by E. Hoek and J. W. Brown ；and the modeled sliding direction is also almost the same as the hypothetical one. In the analysis ，solid elements are used to model the behavior of structural planes ，so the influences of their thickness and element intensity on modeling precision are further investigated. For blocks cut by planar structural planes ，the influence is limited when the thickness is 1/10–1/200 of the block height. Compared with the displacement criterion of characteristic points ，the entirely run-through criterion of plastic zone is more rational for its theoretical coherence to the theory of limit equilibrium and its easy use in application. The stability of a pentahedron block is further analyzed to verify the applicability of the method. Key words ：slope engineering ；rock slope ；three-dimensional stability analysis ；strength reduction method 1 引 言结构面是控制岩石边坡稳定的重要因素之一。
基于Sirovision的节理岩体调查及稳定性分析
基于Sirovision的节理岩体调查及稳定性分析张驰;徐帅;张小辉;何国强【摘要】Aiming at the low efficiency and labor-intensive of obtaining the information of rock mass structural surface by artificial close contact measurement,the Sirovision three-dimensional and non-contact measurement system of rock mass struc-tural surface is researched. The hardware composition and specific features of post-processing software of the system are intro-duced,the suitable method of obtaining rock mass structure surface information and the flow of data processing are proposed and applied to survey and analyze the jointed rock in Tiedanshan iron mine successfully. Firstly,according to the original for-mation of two-dimensional images obtained in the investigation area,the three-dimensional roadway space model data with real coordinates is got. Then,the rock mass structure surface is digitally identified,the obtained indentified data are grouped on the basis of occurrence so as to obtain the spatial orientation of different joints group. Finally,according to the positional relation-ship among different joints group,the wedge of the structure is analyzed based on the post-processing software system to deter-mine the location of dangerous structural body. The above research can provide some reference for the mine safety production and optimization of engineering parameters.%针对人工近距离接触测量获取岩体结构面信息工作效率低，劳动强度大等问题，开展了Sirovision岩体结构面三维不接触测量系统的研究。
地质空间三维动态建模方法研究
地质空间三维动态建模方法研究【摘要】地质空间三维动态建模是地质学领域的重要研究内容，其研究背景主要源于对地质构造及地质灾害的深入了解和预防需求。
本文围绕地质空间三维动态建模方法展开研究，首先介绍了地质数据获取与预处理的重要性，其次探讨了地质空间三维建模技术的相关方法及应用。
在地质空间三维动态建模案例分析部分，分析了实际案例的应用与效果。
总结了地质空间三维动态建模方法的发展趋势，包括技术创新与应用拓展等方面。
通过本文的研究，为地质空间三维动态建模方法的发展提供了重要参考，并展望未来研究方向，为地质学领域的发展和应用提供了有益的启示。
【关键词】地质空间，三维动态建模，研究背景，研究意义，地质数据，预处理，建模技术，案例分析，发展趋势，研究成果，未来研究方向。
1. 引言1.1 研究背景地质空间三维动态建模是地质学领域的一个重要研究课题，随着科技的不断发展和进步，对地质模型精度和实时性要求越来越高。
而传统的地质模型往往是静态的，在真实情况下难以准确反映地质结构的动态变化情况。
研究地质空间三维动态建模方法对于探索地质结构、地质演化规律以及矿产资源开发具有重要意义。
随着计算机技术和地学信息技术的迅速发展，地质空间三维动态建模方法也得到了快速发展。
通过结合地质学、地理学、计算机科学等学科的知识，可以更加准确地模拟地质体系的演化过程，为地质灾害防治、资源勘探开发、环境监测等提供支撑。
目前地质空间三维动态建模方法仍然存在一些问题和挑战，例如地质数据获取困难、地质空间三维建模技术不够成熟等。
有必要深入研究地质空间三维动态建模方法，不断提升其在地质领域中的应用效果和效益。
这也是本文研究的重要背景和动机。
1.2 研究意义地质空间三维动态建模方法的研究意义在于提高对地质现象的理解和预测能力。
通过建立精准的三维地质模型，可以更好地掌握地下地质构造和岩性分布情况，为矿产勘探、找矿、资源评价和环境保护提供科学依据。
地质空间三维动态建模方法还能够帮助加强地质灾害的监测预警和灾害风险评估，提高地质灾害防治的效果。
《2024年三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究》范文
《三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究》篇一一、引言岩石破裂过程是地质学、岩土工程学等领域的重要研究内容。
随着科技的发展，三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究逐渐成为研究热点。
本文旨在探讨三维条件下的岩石破裂过程，并对其数值试验方法进行研究，以期为相关领域的研究提供参考。
二、岩石破裂的基本理论岩石破裂是指岩石在受到外力作用时，内部应力超过其承受极限，导致岩石结构破坏的现象。
岩石的破裂过程受到多种因素的影响，如岩石的物理性质、地质构造、应力状态等。
在三维条件下，岩石的破裂过程更为复杂，需要考虑多方向应力、温度、湿度等因素的影响。
三、三维条件下的岩石破裂过程分析1. 理论模型：在三维条件下，岩石的破裂过程可以通过建立理论模型进行分析。
常用的模型包括弹性力学模型、塑性力学模型、断裂力学模型等。
这些模型可以描述岩石在不同条件下的应力、应变及破裂过程。
2. 数值模拟：通过数值模拟方法，可以更直观地了解岩石的破裂过程。
常用的数值模拟方法包括有限元法、离散元法、边界元法等。
这些方法可以模拟岩石在不同条件下的应力分布、裂纹扩展及最终破裂形态。
3. 实验观察：通过实验观察，可以更深入地了解岩石的破裂过程。
实验方法包括光学显微镜观察、电子显微镜观察、声发射监测等。
这些方法可以观察岩石的微观结构变化、裂纹扩展及破裂模式。
四、数值试验方法研究1. 有限元法：有限元法是一种常用的数值试验方法，通过将岩石划分为有限个单元，求解每个单元的应力、应变及位移等参数，从而分析岩石的破裂过程。
该方法可以处理复杂的几何形状和边界条件，但需要较高的计算成本。
2. 离散元法：离散元法是一种基于刚性块体运动的数值试验方法，适用于模拟岩体的不连续性。
该方法通过考虑块体间的接触和相互作用，模拟岩体的破裂过程。
其优点是可以处理大变形和失稳问题，但需要较细致的模型构建。
3. 结合实际：在实际应用中，可以根据研究目的和岩石性质选择合适的数值试验方法。
岩体结构仿真教学系统的开发
岩体结构仿真教学系统的开发张敏思;杨勇;梁海安【摘要】In order to improve the teaching effect,this paper develops the simulation teaching system for rock structure.This system builds up the complex rock model by AutoCAD.Through the model unit discretization, unit cutting and merging,all the structures are searched to complete the digital characterization of complex rock structure,and 3D color images are displayed in all directions.The simulation system simplifies the teaching process,saves the teaching expenditure,and has the teaching effect of being vivid and easy to understand.%以提高教学效果为目的,开发了岩体结构仿真教学系统.该系统通过AutoCAD建立复杂岩体模型,经过模型的单元离散、单元切割及合并搜索出所有结构体,完成复杂岩体结构的数字化表征,并以三维彩色图像进行全方位显示.仿真系统简化了教学过程,节省教学经费,具有生动形象、易于理解的教学效果.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2017(034)010【总页数】5页(P117-120,124)【关键词】岩体结构;仿真教学系统;数值模拟【作者】张敏思;杨勇;梁海安【作者单位】东华理工大学建筑工程学院,江西南昌 330013;东华理工大学建筑工程学院,江西南昌 330013;东华理工大学建筑工程学院,江西南昌 330013【正文语种】中文【中图分类】TU45;TP391.9岩石力学是岩土工程、水利工程、采矿工程及地质工程等专业的重要课程，该课程主要讲述岩体地质结构与特征、岩石物理力学性质、岩石材料的本构关系及以上内容在不同工程中的应用。
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岩体三维模型构建的优化方法研究基于岩体三维模型构建的优化方法研究
近年来，随着科技的不断发展和应用领域的拓宽，岩体三维模型构建已经成为岩土工程中不可或缺的一部分。
岩体三维模型的构建方法和精度直接关系到后续的岩土工程设计和施工效果。
为了提高岩体三维模型的构建精度和效率，研究人员们不断探索和创新，提出了各种优化方法。
1. 岩体采样技术的改进
岩体采样是岩体三维模型构建的基础。
传统的采样方法往往需要人工对岩体进行采样，然后再进行样品的加工和测试，这种方法耗时耗力且结果不稳定。
最近的研究表明，利用激光扫描技术进行岩体采样可以大大提高采样效率和准确性。
激光扫描技术能够快速获取岩体的三维点云数据，通过对这些点云数据的处理和拟合，可以得到岩体的几何形态和结构特征。
这种方法不仅省时省力，而且可以保持采样结果的一致性。
2. 岩体数据处理的算法改进
岩体三维模型的构建主要涉及到对采样数据的处理和拟合。
传统的数据处理算法往往基于数学模型或统计方法，但是存在着数据量大、计算复杂度高和结果不准确等问题。
为了克服这些问题，研究人员们提出了基于机器学习的岩体数据处理算法。
机器学习算法通过对大量数据的学习和训练，可以自动发现数据中的规律和特征，并用于岩体三维模型构建中的数据处理过程。
这种算法不仅能够大幅度减少计算复杂度，还能够提高模型构建的准确性和精度。
3. 岩体模型构建过程的优化
岩体模型的构建过程包括数据处理、几何拟合和结构特征提取等多个步骤。
传统的构建方法往往是逐步进行，每一步之间存在一定的信息丢失和误差积累。
为了
减少信息丢失和误差积累，研究人员们提出了一种基于迭代策略的岩体模型构建方法。
这种方法通过多次迭代和优化，在每一次迭代中拟合和提取更准确的数据，从而逐步构建出更精确的岩体三维模型。
这种方法不仅能够提高模型构建的准确性和精度，还能够减少不必要的计算和数据处理。
综上所述，基于岩体三维模型构建的优化方法的研究已经取得了一定的进展。
随着科技的不断进步和新技术的应用，相信岩体三维模型的构建方法和技术将在未来得到进一步的提升和发展。
这将有助于提高岩土工程设计和施工的准确性和效率，为工程实践提供科学可靠的依据。