一种复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法技术

本发明专利技术公开一种复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法，包括如下步骤：1)基于CAD平台提取地形等高线和地质界面高程点数据；2)建立目标范围平面投影的网格节点数据；3)基于反距离插值方法构建目标范围内的三维网格节点数据；4)创建规定节点次序的网格节点及单元，得到三维有限元网格；5)检查生成的有限元网格质量，如不合格，返回步骤3)，重新生成有限元网格。该方法提供了一种切实可行的有限元网格划分思路，能够高效率、高精度地建立复杂地质条件下的边坡三维有限元计算网格，可以有效控制有限元网格的质量和数量，可重复性强、不需要简化处理、有限元计算效果较好。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法
本专利技术涉及一种三维有限元网格生成方法，特别涉及一种复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法，属于水利工程及岩土工程领域。
技术介绍
近年来，随着我国西南地区水利工程建设的发展，随之带来了众多高边坡问题，岩石边坡是否安全稳定影响到工程本身的正常运行，岩体边坡稳定分析与评价已经成为岩土工程领域的热点问题。通常采用有限元分析方法(FEM)进行工程结构计算与分析，其中有限元网格的质量决定了数值计算的精度与速度。但是，有限元网格生成过程复杂、困难，特别是我国西南地区山地众多，地质条件复杂，三维有限元网格划分难度极大，常常需要多次返工和模型处理，网格划分需要耗费大量的人力和时间，而且可能划分的网格质量仍然较差，造成有限元模拟效果较差，甚至不能求解等问题。此外，通用的商业软件面对复杂的几何模型时，常常简化处理等高线和地质界面等控制面，划分网格时不能有效控制网格数量和质量，造成有限元计算量极大，仿真计算效果较差。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对现有技术中边坡三维建模难度大、通用商业软件无法有效控制有限元网格数量和质量等问题，提供一种复杂地质条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法，其特征在于，包括如下步骤：1)基于CAD平台提取边坡等高线和地质界面高程点数据；2)建立目标范围平面投影的网格节点数据；3)根据等高线和地质界面高程点数据、以及平面网格节点数据，基于反距离插值方法构建目标范围内的三维网格节点数据；4)创建规定节点次序的网格节点及单元，得到三维有限元网格；5)检查生成的有限元网格质量，如不合格，返回步骤3)，重新生成有限元网格。

【技术特征摘要】
1.一种复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法，其特征在于，包括如下步骤：1)基于CAD平台提取边坡等高线和地质界面高程点数据；2)建立目标范围平面投影的网格节点数据；3)根据等高线和地质界面高程点数据、以及平面网格节点数据，基于反距离插值方法构建目标范围内的三维网格节点数据；4)创建规定节点次序的网格节点及单元，得到三维有限元网格；5)检查生成的有限元网格质量，如不合格，返回步骤3)，重新生成有限元网格。2.根据权利要求1所述的复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法，其特征在于，步骤1)中，利用CAD软件编辑边坡等高线和不同地质界面的多段线POLYLINE图元，并定义在不同图层中，然后采用Fortran语言编程读取图元中的多段线节点坐标数据，得到边坡等高线和不同地质界面上高程点的空间X、Y、Z三向坐标信息。3.根据权利要求2所述的复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法，其特征在于，当边坡等高线或地质界面上高程点数量不足时，在所述多段线POLYLINE图元内采用等分方式在多段线相邻节点之间添加高程控制点。4.根据权利要求1所述的复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法，其特征在于，步骤2)中，先确定有限元计算范围，给定有限元网格平面投影范围，然后采用平面内两个方向等分方式，生成目标范围网格节点的X、Y坐标数据，记录节点的行数和列数。5.根据权利要求4所述的复杂地质条件下边坡三维有限元网格生成方法，其特征在于，步骤3)中，所述目标范围内的三维网格节点数据的构建方法为：首先确定目标范围的最低高程，采用反距离插值方法，根据步骤2)获得的目标范围内平面网格节点的X、Y坐标数据以及步骤1)获得的等高...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫亚，李彪，闫龙，俞隽，吉华，程志超，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32