一种孔隙水压力测量方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种孔隙水压力测量方法

【技术实现步骤摘要】
一种孔隙水压力测量方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及地质灾害监测领域，尤其涉及一种孔隙水压力测量方法
、
装置
、
电子设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]相关技术中利用
GeoStudio
生成
FLAC3D
孔隙水压力场的研究，一般是提取
GeoStudio
计算的地下水位线导入
FLAC3D
，然后在
FLAC3D
中利用界面单元
interface
生成地下水位面从而间接生成孔隙水压力场
。
这种方式一般是手动操作，步骤繁琐，当需要导入多个时刻地下水位线时，孔隙水压力场生成效率非常低，不方便自动化进行，同时这种方式也不能直接生成地下水位面以上的负孔隙水压力场，也无法生成存在暂态饱和区的初始孔隙水压力场
。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供一种孔隙水压力测量方法
、
装置
、
电子设备及存储介质，可以提高孔隙水压力的计算效率和准确度
。
[0004]第一方面，本专利技术实施例公开了一种孔隙水压力测量方法，所述方法包括：获取斜坡有限元模型和水力边界条件；根据所述斜坡有限元模型和所述水力边界条件进行渗流计算，得到第一文件，所述第一文件用于反映不同时刻下所述斜坡有限元模型对应的孔隙水压力场；读取所述斜坡有限元模型的有限元网格信息；所述有限元网格信息包括网格单元
、
节点编号和节点的二维平面坐标；基于预设的拉伸厚度值将所述二维平面坐标转换为三维空间坐标，并将所述有限元网格信息中的二维平面坐标替换为所述三维空间坐标，得到目标网格信息；将所述目标网格信息转换为
FLAC3D
建模信息；读取所述第一文件中的目标节点对应的总水头值；根据所述
FLAC3D
建模信息和所述目标节点对应的总水头值，计算所述目标节点的孔隙水压力
。
[0005]可选地，所述获取斜坡有限元模型和水力边界条件，包括：将预先构建的数值模型轮廓和分层信息导入渗流分析软件；在所述渗流分析软件中对不同的地层标记不同的分组，并对不同的地层进行参数赋值，得到初始斜坡模型；对所述初始斜坡模型的网格密度和
/
或单元类型进行调整，得到斜坡有限元模型
。
[0006]可选地，所述基于预设的拉伸厚度值将所述二维平面坐标转换为三维空间坐标，包括：基于预设的拉伸厚度值对所述有限元网格信息对应的二维平面进行拉伸，得到三维空间；
基于所述三维空间确定所述有限元网格信息中各个二维平面坐标对应的三维空间坐标；其中，在所述三维空间中，拉伸侧节点的平面法向坐标值等于所述拉伸厚度值，被拉伸侧节点的平面法向坐标值等于0；拉伸侧节点的节点编号等于其对应的被拉伸侧节点的节点编号与单侧节点数之和，被拉伸侧节点的节点编号等于所述有限元网格信息中对应节点的节点编号
。
[0007]可选地，所述将所述目标网格信息转换为
FLAC3D
建模信息，包括：按照所述目标网格信息中二维网格单元的形状和预设规则，将所述二维网格单元中各个节点的第一节点编号转换为三维网格单元中对应节点的第二节点编号；基于所述第二节点编号生成
FLAC3D
建模信息
。
[0008]可选地，在所述目标网格信息中二维网格单元的形状为三角形的情况下，所述三维网格单元中对应节点的第二节点编号可以表示为：
F1=G1
，
F2=G2
，
F3=F1+N
，
F4=G3
，
F5=F2+N
，
F6=F4+N
；其中，
N
为所述斜坡有限元模型中包含的总节点数；
F1
至
F6
均表示所述三维网格单元中节点的第二节点编号；
G1
至
G3
为所述二维网格单元中节点的第一节点编号
。
[0009]可选地，在所述目标网格信息中二维网格单元的形状为四边形的情况下，所述三维网格单元中对应节点的第二节点编号可以表示为：
F1=G1
，
F2=G2
，
F3=F1+N
，
F4=G4
，
F5=F2+N
，
F6=F4+N
，
F7=G3
，
F8=F7+N
；其中，
N
为所述斜坡有限元模型中包含的总节点数；
F1
至
F8
均表示所述三维网格单元中节点的第二节点编号；
G1
至
G4
为所述二维网格单元中节点的第一节点编号
。
[0010]可选地，所述目标节点的孔隙水压力
=
（总水头值
‑
所述目标节点的纵坐标）
*10000。
[0011]第二方面，本专利技术实施例公开了一种孔隙水压力测量装置，所述装置包括：获取模块，用于获取斜坡有限元模型和水力边界条件；第一计算模块，用于根据所述斜坡有限元模型和所述水力边界条件进行渗流计算，得到第一文件，所述第一文件用于反映不同时刻下所述斜坡有限元模型对应的孔隙水压力场；第一读取模块，用于读取所述斜坡有限元模型的有限元网格信息；所述有限元网格信息包括网格单元
、
节点编号和节点的二维平面坐标；第一转换模块，用于基于预设的拉伸厚度值将所述二维平面坐标转换为三维空间坐标，并将所述有限元网格信息中的二维平面坐标替换为所述三维空间坐标，得到目标网格信息；第二转换模块，用于将所述目标网格信息转换为
FLAC3D
建模信息；第二读取模块，用于读取所述第一文件中的目标节点对应的总水头值；第二计算模块，用于根据所述
FLAC3D
建模信息和所述目标节点对应的总水头值，计算所述目标节点的孔隙水压力
。
[0012]第三方面，本专利技术实施例公开了一种电子设备，所述电子设备包括处理器
、
存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的孔隙水压力测量方法
。
[0013]第四方面，本专利技术实施例公开了一种机器可读介质，其上存储有指令，当所述指令由装置的一个或多个处理器执行时，使得装置执行如前述的孔隙水压力测量方法
。
[0014]本专利技术实施例包括以下优点：本专利技术实施例提供的孔隙水压力测量方法，可以将斜坡有限元模型的有限元网格信息转换为
FLAC3D
建模信息，提高了
FLAC3D
斜坡建模效率；并且，本专利技术实施例可以充分利用
GeoStudio
的饱和
‑
非饱和渗流计算能力，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种孔隙水压力测量方法，其特征在于，所述方法包括：获取斜坡有限元模型和水力边界条件；根据所述斜坡有限元模型和所述水力边界条件进行渗流计算，得到第一文件，所述第一文件用于反映不同时刻下所述斜坡有限元模型对应的孔隙水压力场；读取所述斜坡有限元模型的有限元网格信息；所述有限元网格信息包括网格单元
、
节点编号和节点的二维平面坐标；基于预设的拉伸厚度值将所述二维平面坐标转换为三维空间坐标，并将所述有限元网格信息中的二维平面坐标替换为所述三维空间坐标，得到目标网格信息；将所述目标网格信息转换为
FLAC3D
建模信息；读取所述第一文件中的目标节点对应的总水头值；根据所述
FLAC3D
建模信息和所述目标节点对应的总水头值，计算所述目标节点的孔隙水压力
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取斜坡有限元模型和水力边界条件，包括：将预先构建的数值模型轮廓和分层信息导入渗流分析软件；在所述渗流分析软件中对不同的地层标记不同的分组，并对不同的地层进行参数赋值，得到初始斜坡模型；对所述初始斜坡模型的网格密度和
/
或单元类型进行调整，得到斜坡有限元模型
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设的拉伸厚度值将所述二维平面坐标转换为三维空间坐标，包括：基于预设的拉伸厚度值对所述有限元网格信息对应的二维平面进行拉伸，得到三维空间；基于所述三维空间确定所述有限元网格信息中各个二维平面坐标对应的三维空间坐标；其中，在所述三维空间中，拉伸侧节点的平面法向坐标值等于所述拉伸厚度值，被拉伸侧节点的平面法向坐标值等于0；拉伸侧节点的节点编号等于其对应的被拉伸侧节点的节点编号与单侧节点数之和，被拉伸侧节点的节点编号等于所述有限元网格信息中对应节点的节点编号
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标网格信息转换为
FLAC3D
建模信息，包括：按照所述目标网格信息中二维网格单元的形状和预设规则，将所述二维网格单元中各个节点的第一节点编号转换为三维网格单元中对应节点的第二节点编号；基于所述第二节点编号生成
FLAC3D
建模信息
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述目标网格信息中二维网格单元的形状为三角形的情况下，所述三维网格单元中对应节点的第二节点编号可以表示为：
F1=G1
，
F2=G2
，
F3=F1+N
，
F4=G3
，
F5=F2+N
，
F6=F4+N
；其中，
N
为所述斜坡有限元模型中包含的总节点数；
F1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳昆，王鲁琦，仉文岗，温韬，胡明毅，
申请(专利权)人：长江大学武汉校区，
类型：发明
国别省市：