基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术涉及一种基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法、系统及介质，获取待分析边坡的地形数据集和地质数据集；采用EVS可视化地质建模方法，根据地形数据集和地质数据集进行三维建模得到EVS边坡地质模型；采用GEO5岩土分析方法对EVS边坡地质模型进行分析，得到第一稳定性分析结果；并采用OptumG2有限元极限分析方法对EVS边坡地质模型进行分析，得到第二稳定性分析结果；当第一稳定性分析结果与第二稳定性分析结果之间的差值在预设范围内，对EVS边坡地质模型进行弹塑性分析，得到待分析边坡的目标稳定性分析结果。本发明专利技术基于实际数据构建的三维地质模型来进行稳定性分析，有效提高分析结果的准确性，极其适用于岩溶发育区岩质高陡边坡的稳定性分析领域。岩质高陡边坡的稳定性分析领域。岩质高陡边坡的稳定性分析领域。

【技术实现步骤摘要】
基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及岩土工程边坡力学性能分析
，尤其涉及一种基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]随着科技的发展和社会的进步，公路网络建设所涵盖的范围越来越广泛。而在公路设计施工的过程中，难免遇到复杂的地质和地形条件，造成部分位置的边坡稳定性差，使得边坡的稳定性一直受到公路工程领域的重点关注，这也是公路建设过程中的难点所在，因此对其进行合理有效的稳定性分析十分重要。
[0003]例如，桂林地区属于典型的喀斯特地貌形式，岩体溶洞、裂隙强烈发育，地下水丰富，这一地质条件使山体岩质边坡的稳定性更为复杂，加之丰沛的降雨，桂林地区的岩质边坡失稳、崩塌、落石等灾害也极其广泛。仅2020年，桂林就7处出现了岩石边坡的相关的地质灾害。
[0004]在边坡上设置在线监测系统，实时传回地质参数，对边坡的失稳及时预警，是降低灾害损失的有效办法。在线监测会实时传回地质参数，但在以往针对边坡问题的研究中，传统分析方法的片面性无法对边坡的地质情况切实准确地进行模拟；同时，复杂的地质情况长期地影响着地质勘察的精度和广度，也让地质问题的分析变得更加棘手。地质工程师只能根据有限的经验和理论分析进行推测，通过人工交互引入辅助解释数据的方式将专家的经验应用到模型的构建中，以达到提高后期模型的分析精度的目的。这些传统分析方法得到的分析结果与实际情况的偏差普遍较大。传统分析方法不能根据监测系统传回数据，及时准确的做出边坡稳定性分析。
[0005]鉴于此，有必要提供一种新的岩质边坡稳定性分析方法，以解决现有技术的不足。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法、系统及介质，基于实际数据构建的三维地质模型来进行稳定性分析，有效提高分析结果的准确性。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008]一种基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：获取待分析边坡的地形数据集和地质数据集；
[0010]步骤2：采用EVS可视化地质建模方法，根据所述地形数据集和所述地质数据集进行三维建模，得到EVS边坡地质模型；
[0011]步骤3：采用GEO5岩土分析方法，对所述EVS边坡地质模型进行分析，得到第一稳定性分析结果；并采用OptumG2有限元极限分析方法，对所述EVS边坡地质模型进行分析，得到第二稳定性分析结果；
[0012]步骤4：判断所述第一稳定性分析结果与所述第二稳定性分析结果之间的差值是
否在预设范围内，若是，则执行步骤5；若否，返回所述步骤2；
[0013]步骤5：采用所述OptumG2有限元极限分析方法，根据所述第二稳定性分析结果对所述EVS边坡地质模型进行弹塑性分析，得到所述待分析边坡的目标稳定性分析结果。
[0014]依据本专利技术的另一方面，还提供了一种基于三维建模的岩质边坡稳定性分析系统，应用于本专利技术中的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法中，包括数据获取模块、三维建模模块、第一分析模块、第二分析模块、判断模块和循环模块；
[0015]所述数据获取模块用于获取待分析边坡的地形数据集和地质数据集；
[0016]所述三维建模模块用于采用EVS可视化地质建模方法，根据所述地形数据集和所述地质数据集进行三维建模，得到EVS边坡地质模型；
[0017]所述第一分析模块用于采用GEO5岩土分析方法，对所述EVS边坡地质模型进行分析，得到第一稳定性分析结果；
[0018]所述第二分析模块用于采用OptumG2有限元极限分析方法，对所述EVS边坡地质模型进行分析，得到第二稳定性分析结果；
[0019]所述判断模块用于判断所述第一稳定性分析结果与所述第二稳定性分析结果之间的差值是否在预设范围内；
[0020]所述第二分析模块还用于当所述判断模块的判断结果为是时，采用所述OptumG2有限元极限分析方法，根据所述第二稳定性分析结果对所述EVS边坡地质模型进行弹塑性分析，得到所述待分析边坡的目标稳定性分析结果；
[0021]所述循环模块用于当所述判断模块的判断结果为否时，循环执行所述三维建模模块、所述第一分析模块、所述第二分析模块和所述判断模块的功能，直至得到所述标稳定性分析结果。
[0022]依据本专利技术的另一方面，提供了一种基于三维建模的岩质边坡稳定性分析系统，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现本专利技术中的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法中的步骤。
[0023]依据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括：至少一个指令，在所述指令被执行时实现本专利技术的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法中的步骤。
[0024]本专利技术的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法、系统及存储介质的有益效果是：首先获取待分析边坡的地形数据集和地质数据集，这些数据均为符合待分析边坡实际地形特征和实际地层特征的数据，更符合待分析边坡的真实情况；依据这些数据，采用EVS可视化地质建模方法进行三维建模，一方面可以得到更真实更准确的三维模型，来反映待分析边坡的边坡稳定性情况，另一方面还可以实现三维可视化效果，帮助相关人员更直观地分析；采用GEO5岩土分析方法对所述EVS边坡地质模型进行分析，能初步解决边坡稳定性分析问题，得到较为准确的第一稳定性分析结果，采用OptumG2有限元极限分析方法对所述EVS边坡地质模型进行分析，能真实模拟出自然工况下的边坡情况，得到较为准确的第二稳定性分析结果；通过对这两种分析结果的对比判断，能判断出建模的准确率，当差值较小时，说明三维建模得到的EVS边坡地质模型的精度符合要求，可以满足后续的分析要求，再采用OptumG2有限元极限分析方法对EVS边坡地质模型进行弹塑性分析，可以得到更为全面、更为可靠的目标稳定性分析结果；当差值较大时，说明EVS边坡地质模型的精度还不符
合要求，需要重新建模并进行分析，直至根据建模的EVS边坡地质模型得到的两种分析结果之间的差值在预设范围内；
[0025]本专利技术的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法、系统及介质，实现了对岩质边坡稳定性的高精度分析，基于实际数据进行准确的三维建模和分析，分析结果真实可靠，大大提高了稳定性分析的准确性，同时不额外增加工程勘察的工作量，省时省力，操作简单，指导性强，极其适用于岩溶发育区岩质高陡边坡的稳定性分析领域，能够显著降低公路建网施工事故的发生概率，能帮助提高施工效率。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例一中一种基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法的流程示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例一中岩质高边坡段钻孔位置图；
[0028]图3为本专利技术实施例一中摩根斯坦法分析出的第一稳定性分析结果示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取待分析边坡的地形数据集和地质数据集；步骤2：采用EVS可视化地质建模方法，根据所述地形数据集和所述地质数据集进行三维建模，得到EVS边坡地质模型；步骤3：采用GEO5岩土分析方法，对所述EVS边坡地质模型进行分析，得到第一稳定性分析结果；并采用OptumG2有限元极限分析方法，对所述EVS边坡地质模型进行分析，得到第二稳定性分析结果；步骤4：判断所述第一稳定性分析结果与所述第二稳定性分析结果之间的差值是否在预设范围内，若是，则执行步骤5；若否，返回所述步骤2；步骤5：采用所述OptumG2有限元极限分析方法，根据所述第二稳定性分析结果对所述EVS边坡地质模型进行弹塑性分析，得到所述待分析边坡的目标稳定性分析结果。2.根据权利要求1所述的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：在所述待分析边坡上布置多个钻孔，对每个钻孔分别进行岩土工程钻探，得到每个钻孔一一对应的钻孔数据；根据所有钻孔在所述待分析边坡上提取多个钻孔岩样，对所有钻孔岩样进行力学实验，得到所述待分析边坡的岩土材料基本参数；对每个钻孔分别进行钻孔电视勘察，得到每个钻孔一一对应的岩性一览表；并根据所述岩土材料基本参数、所有钻孔的钻孔数据和岩性一览表，得到所述地质数据集；从预设的GIS地理信息系统中提取每个钻孔的高程点信息，根据所有钻孔的高程点信息得到所述地形数据集。3.根据权利要求2所述的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：对所有高程点信息进行稀疏处理，并采用所述EVS可视化地质建模方法，根据稀疏处理后的所有高程点信息生成三维地形模型；对所有钻孔数据进行预处理，并采用所述EVS可视化地质建模方法，根据所述岩土材料基本参数、所有岩性一览表以及预处理后的所有钻孔数据，生成三维地层模型；根据所述三维地形模型和所述三维地层模型，得到所述EVS边坡地质模型。4.根据权利要求3所述的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法，其特征在于，所述第一稳定性分析结果包括所述待分析边坡的第一安全系数和第一潜在滑动面，所述第二稳定性分析结果包括所述待分析边坡的第二安全系数和第二潜在滑动面；在所述步骤3中，得到所述第一稳定性分析结果，具体包括以下步骤：采用赤平投影方法，从所述EVS边坡地质模型中提取所述待分析边坡的多个最不稳定剖面投影点；采用布尔运算剖切方法，根据所有最不稳定剖面投影点进行剖切，得到所述待分析边坡的最不稳定二维剖面；采用摩根斯坦法对所述最不稳定二维剖面进行稳定性分析，得到所述待分析边坡的所述第一安全系数和所述第一潜在滑动面；在所述步骤3中，得到所述第二稳定性分析结果，具体包括以下步骤：采用所述OptumG2有限元极限分析方法，对最不稳定二维剖面进行稳定性分析，得到所
述待分析边坡的所述第二安全系数和所述第二潜在滑动面。5.根据权利要求4所述的基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法，其特征在于，所述步骤4具体包括以下步骤：判断所述第一安全系数与所述第二安全系数之间的第一差值是否在第一预设范围内，并判断所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖恒彬，刘均利，蒋鹏，刘罗明，董世强，肖梓润，李鸿祥，张炳晖，邓康成，余文成，姜新猛，颜荣涛，曹贤发，李娜，彭为伟，张文权，
申请(专利权)人：桂林市交运勘察设计有限公司，
类型：发明
国别省市：