第11章利用ANSYS等软件生成三维地质体有限元模型.pdf

利用ANSYS等软件进行三维地质建模的方法 利用ANSYS等软件进行三维地质建模的方法 利利用用AANNSSYYSS等等软软件件进进行行三三维维地地质质建建模模的的方方法法 一、前言 一、前言 一一、、前前言言 作为一名从事岩土工程方向的研究生，在学习工作过程中经常遇到数值模拟 的问题。在数值模拟过程中，前处理将占用绝大部分时间，而三维地质建模更是 前处理的难点。本文结合自身实践，讲述如何利用AutoCAD中已有的等高线图形， 通过GOCAD、Surfer和ANSYS等软件转化为可进行下一步数值模拟的有限元网格 的具体步骤。步骤和操作虽比较烦琐，但实际易用，便于掌握。 二、提取AutoCAD中等高线 二、提取AutoCAD中等高线 二二、、提提取取AAuuttooCCAADD中中等等高高线线 一般来说，工程勘探都有对选址地区地表形态进行描述的地形等高线的电子 图纸，这些包含有等高线的图中会有很多其他图层，如图（1）所示： 图（1） 含有等高线及其他图层的AutoCAD示例 图（1） 含有等高线及其他图层的AutoCAD示例 图图（（11）） 含含有有等等高高线线及及其其他他图图层层的的AAuuttooCCAADD示示例例 首先做的是要清除无关图层，只留下含有等高线数据的图层。当遇到无法删 除图层时，如图（2）所示，则要保证该非等高线图层中没有任何数据。 -1- -1- --11-- 图（2） 图层无法删除示例 图（2） 图层无法删除示例 图图（（22）） 图图层层无无法法删删除除示示例例 其次，需要对等高线图层中的等高线属性进行查看和修改。有的地形图中等 高线使用轻量多义线（LWPOLYLINE）勾画的，其中很多数据会包含厚度属性，见 下图所示，需要将其厚度属性改为0。 图（3） 修改等高线属性示例一 图（3） 修改等高线属性示例一 图图（（33）） 修修改改等等高高线线属属性性示示例例一一 如果等高线没有三维坐标的属性，见下图所示（图示为已有三维坐标的，顶 点X坐标、顶点Y坐标和标高），则需要根据地形图中等高线标注逐一进行修改， 工作量较大。个人未见有较好的方法可以给等高线自动附上标注的高度Z坐标。 图（4） 修改等高线属性示例二 图（4） 修改等高线属性示例二 图图（（44）） 修修改改等等高高线线属属性性示示例例二二 -2- -2- --22-- 做好这些准备工作之后，图形应该类似于下图所示，轴测图能够看出，不同 标注值的等高线是不处于同一高度平面的。之后需将处理得到的图形另存为*.dxf （DrawingExchangeFormat——绘图交换文件）格式文件，作为GOCAD的处理对 象。 图（5） 修改完的等高线图示例 图（5） 修改完的等高线图示例 图图（（55）） 修修改改完完的的等等高高线线图图示示例例 三、提取等高线中拟合点数据 三、提取等高线中拟合点数据 三三、、提提取取等等高高线线中中拟拟合合点点数数据据 地形图中的等高线是通过外业采集得到的数据，通过软件将同一等高线上的 数据点利用拟合的方法（如AutoCAD中的SPLINE命令）绘制出的