论文部分内容阅读
随着计算技术的发展,数值模拟已经成为解决岩土工程问题的重要工具。三维地质建模技术是刻画复杂地质实际的有力工具,但传统的三维地质建模的目的是实现地质信息的信息化与可视化。无缝地质建模方法将地质建模从地质信息的可视化与数字化工具拓展成为数值模拟的建模工具。地质建模与数值模拟结合的关键是无缝模型能够被剖分成优化的计算网格,且可以方便地进行力学参数的设置与调整。
本文的目的是研制一种能够将无缝地质模型剖分成包含尽可能多的六面体单元的混合体元计算网格的剖分方法。为此,本文先进行模型中块体的形态分析,总结归纳出五种典型块体,并作为剖分模板,研究了模板的剖分技术;开发出一种块体识别技术,能够识别无缝地质模型中的块体,使其对应一种简单形体;对识别出的薄块体采用四面体单元剖分,针对其它块体提出了一种六面体占优的剖分方法:先研究一种块体收缩技术并设置了模板层和过渡层,同时,开发出模板层和过渡层剖分技术,能够将模板层基本上剖分为六面体网格、将过渡层剖分成包含金字塔单元和四面体单元的混合网格,最后提出了一种能够将简单形体网格变形为原始块体网格的块体映射方法。在所有块体剖分后,将块体网格拼合得到混合体元网格。
本文采用VisualC++和OpenGL编制了三维剖分程序GeoMesher,基本实现了块体识别方法、块体收缩方法、模板层剖分方法、过渡层剖分方法及块体映射方法。
利用本文提出的六面体占优的剖分方法基本上可以将无缝地质模型中的部分块体剖分成六面体单元占优的混合网格。为了验证方法的有效性,本文以小湾水电站枢纽工程为例,建立无缝地质模型,并采用本文提出的六面体占优的剖分方法对部分块体进行剖分,其余块体则采用四面体单元剖分,最后得到混合体元计算网格,然后提供给FLAC3D软件。