一种基于PLAXIS的快速真三维地质建模方法及系统与流程

本发明涉及地质工程领域，具体涉及一种基于plaxis的快速真三维地质建模方法及系统。

背景技术：

随着城市地质的发展，bim技术在岩土工程中的广泛应用，建立符合工程实际的真三维地质模型在工程建设数字化与智能化的发展中起着至关重要的作用。国内外三维地质建模软件众多，如flac3d、abaqus以及ansys等，但plaxis由于其程序界面友好，操作便捷，计算功能强大以及结果可靠等优势为广大工程人员所青睐。目前，国内采用plaxis建立的三维地质模型大多是假三维模型，因为建立真三维模型难度较高，可操作性较差，故工程中较少采用plaxis建立真三维地质模型。但是假三维模型在很大程度上不能真实地反映实际地质情况，因此建立真三维地质模型对于工程建设是十分必要的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对上述目前工程中建立真三维模型难度较高、可操作性较差的技术问题，提供一种基于plaxis的快速真三维地质建模方法及系统解决上述技术缺陷。

一种基于plaxis的快速真三维地质建模方法，包括：

步骤一、将地形等高线以及物探剖面线分别导入autocad，在autocad中进行处理，将处理后的文件以dxf格式进行保存；

步骤二、将保存的dxf格式文件导入skua-gocad软件中，进行线转点处理，以dxf格式导出点数据；

步骤三、将点数据导入surfer进行插值，再将插值后得到的完整的点数据导入skua-gocad拟合生成地表面和滑动面，并导出rhino支持的格式文件；

步骤四、将rhino支持的格式文件导入rhino中生成nurbs曲面，并以dxf格式导出；

步骤五、根据步骤四导出的dxf格式的文件建立网络或实体模型。

进一步的，步骤一中在autocad中处理方法具体包括：对地形等高线、物探剖面线和以往资料进行整合分析，根据实际情况在3d视图模式下打开地形等高线的cad图，然后再将物探剖面线中滑动线导入地形等高线中。

进一步的，步骤三中所述插值方法采用克里金插值法。

进一步的，步骤四中生成nurbs曲面的方法具体包括：根据导入的地表以及滑动网格面，在rhino中输入drape命令框选布帘生成nurbs曲面。

进一步的，步骤五中建立网络或实体模型的方法具体包括：根据滑坡边界和滑坡范围，执行拉伸和intersectandrecluster操作得到网络或实体模型。

一种基于plaxis的快速真三维地质建模系统，包括：处理器及存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现任意一种基于plaxis的快速真三维地质建模方法。

与现有技术相比，本发明优势在于：本发明使用多软件结合，充分利用现有资料，快速建立贴合实际地质状况的真三维地质模型。每种软件的操作步骤简单，大量节省初学者建模时间，对工程治理和分析起到较好的指导和借鉴作用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明一种基于plaxis的快速真三维地质建模方法流程图；

图2为本发明的autocad三维视图下滑坡模型；

图3为本发明的skua-gocad处理后点数据模型；

图4为本发明的skua-gocad处理后生成的地表面和滑动面；

图5为本发明的rhino处理后生成的地表面和滑动面；

图6为本发明的麻柳林滑坡三维地质模型。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的实施例以万州区麻柳林滑坡为例，如图1所示，基于autocad、skua-gocad、surfer以及rhino软件对麻柳林滑坡地质信息进行处理，然后将处理后的数据导入plaxis中，并执行拉伸以及布尔运算操作，最终建立较为可靠的真三维地质模型。

一种基于plaxis的快速真三维地质建模方法，包括：

步骤一、线文件的处理，如图2所示：

(1)在cad中打开麻柳林地形图，删去不必要的图层以及要素，最终只保留0图层、等高线、物探剖面线、滑坡边界以及建模范围五个图层(0图层删除不了，其他图层以英文命名，否则后续导入skua-gocad中显示会出现问题)。

(2)检查物探剖面线两端点的高程属性是否正确，不正确则改正。

(3)输入copy命令，在原位置复制一条相同的物探剖面线，然后根据物探剖面图中最低点高程修改第二条线两端点的高程属性。

(4)根据两条物探剖面线新建坐标系。

(5)将物探剖面图横纵比例调为1：1000，然后删去多余要素，只保留滑动面以及根据最低点画的一条线段。

(6)输入3d视图命令，调整地形图到合适角度，将物探剖面图保留的滑动面以及最低点线段带基点复制，粘贴到地形图相应位置即可。

(7)将处理好的文件保存成dxf格式，命名为‘mll.dxf’。(注：文件名称及路径不能出现中文，否则不能被skua-gocad识别并读取)

步骤二、点数据生成，如图3所示：

(1)打开skua-gocad，设置measureddepthunits单位为meters，选取depthaxispositivevalues方向为upwards。

(2)通过file-import-culturaldata-dxf操作，打开‘mll.dxf’。

(3)菜单栏commands中选择pointset，执行new-frompointsetcurveorsurface，在pointset(orcurve，surface)points中选取意向将其转换为点集的曲线图层，并在name栏中为其命名，完成后点击ok即可实现线文件向点文件的转换。对其他需转换为点集的线文件图层执行相同的操作。

步骤三、面文件生成，如图4所示：

(1)执行file-export-pointset-exportpropertiestoexcel，在objects中选取导出的点集，在properties中选取x，y，z三维坐标，完成后点击ok即可将点集文件以三维坐标的形式导出至excel。

(2)选取excel中全部三维坐标点，打开suffer，新建工作表，将坐标点复制到工作表中。

(3)将文件另存，文件类型选择goldensoftwaredat(*.dat)，并为其命名。

(4)关闭工作表，执行网格-数据，选择刚保存的文件并打开。根据需要自行选择网格化方法即插值方式，并设置网格间距或行数，完成设置后点击确认，生成后缀为.grd格式文件。

(5)执行文件-打开，选择刚保存的文件并打开。将文件另存，执行文件-另存为命令，文件类型选择asciixyz(*.dat)，为其命名并保存。

(6)打开skua-gocad，执行file-import-horizoninterpretations-xyz，打开经suffer插值后的点文件。

(7)菜单栏commands中选择surface，执行new-pointsetmediumplane，在pointset(orcurve，surface)points中选取意向生成曲面的点集，并在name栏中为其命名，完成后点击ok。

(8)执行tools-split-all，对中值面进行三角单元划分；执行constrains-controlpoints，选取约束点；执行constrains-constrainsonborders-allborders，进行网格边界约束；执行interpolation-onentiresurface，点击apply对中值面进行拟合，与此同时，通过对中值面的三角单元不断细化，使中值面最大限度通过三维点集，拟合至最优曲面，暨生成地表面和滑动面。

步骤四、nurbs曲面的建立，如图5所示：

(1)将文件导入rhino中，输入drape命令，在top视图中根据需要框选布帘生成nurbs曲面，删除导入的网格面，只保留nurbs曲面、滑坡边界以及建模范围。

(2)导出文件为dxf格式。

步骤五、网络/实体模型的建立，如图6所示：

(1)将文件导入plaxis中，在top视图下根据建模范围创建一个略小于地表面和滑动面的面。

(2)根据需要对创建的面进行拉伸，生成一个长方体，同时选中长方体、地表面以及滑动面点击鼠标右键，在弹出的选项中选择intersectandrecluster。

(3)根据滑坡边界创建一个面，对面进行拉伸，生成一个上下底面为滑坡边界形状的体，同时选中该体以及地表面和滑动面切割形成的体，再一次进行intersectandrecluster操作。

(4)最后删除不必要的面，即可得到模型。

本发明是基于等高线、物探剖面线以及以往钻孔资料建立各地层，再导入plaxis中由面成体。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。