边坡复杂地质结构三维可视化及数值模型构建

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2016.02.083

黄金科学技术 ›› 2016, Vol. 24 ›› Issue (2): 83-89.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2016.02.083

边坡复杂地质结构三维可视化及数值模型构建

刘科伟^1，2，3，曾庆田^1，2，刘栋^1，3

1.中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙   410083；
2.云南铜业（集团）玉溪矿业有限公司，云南玉溪   653100；
3.中南大学深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室，湖南长沙   410083

收稿日期:2015-06-28 修回日期:2015-08-23 出版日期:2016-04-28 发布日期:2016-05-30
作者简介:刘科伟（1982-），男，河北承德人，讲师，从事矿山、岩土工程灾害预测、稳定性及可靠性分析研究工作。kewei_liu@csu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金青年科学基金项目“基于连续退化计算的各向异性岩体爆破损失研究”（编号：51304239）资助

3D Visualization and Numerical Modeling of Complicated Geological Structure in Slope Engineering

LIU Kewei^1，2，3，ZENG Qingtian ^1，2，LIU Dong ^1，3

1.School of Resources and Safety Engineering，Central South University，Changsha   410083，Hunan，China；
2.Yunnan Copper（Group）Yuxi Mineral Co.， Ltd.，Yuxi   653100，Yunnan，China；
3.Hunan Key Laboratory of Resources Exploitation and Hazard Control for Deep Metal Mines，Central South University，Changsha   410083，Hunan，China

Received:2015-06-28 Revised:2015-08-23 Online:2016-04-28 Published:2016-05-30

摘要/Abstract

摘要：

地质模型的精确性是露天矿边坡稳定性数值分析可靠性的决定因素。针对地质体间相互交叉、穿切的复杂性和无规律性，研究了基于非均匀有理B样条NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）的自由曲面生成技术。以矿山普遍采用的二维地质勘探剖面图为基础数据，通过对其进行矢量化处理提取出岩土体边界离散点信息，建立起NURBS三维地质体分界曲面，据此以MIDAS软件为平台制定了边坡工程复杂地质结构三维可视化及数值模型构建方案，并选取江西城门山露天矿边坡工程进行了应用实践。结果表明，运用该技术构建复杂边坡地质体模型，方法简单可靠，可极大提高模型的精度和建模效率，不仅使复杂地质体得以形象再现，同时可为边坡稳定性分析提供可靠的有限元数值计算模型。

关键词: NURBS, 边坡工程, 复杂地质结构, 三维可视化, 数值模型, MIDAS软件, NURBS, 边坡工程, 复杂地质结构, 三维可视化, 数值模型, MIDAS软件

Abstract:

Accurate geological model is determinant to the stability numerical analysis reliability of open-pit slope engineering.Due to the complexity and irregularity of intersections between geological bodies，the authors study the generation technology of free-form surface based on NURBS （Non-Uniform Rational B-Spline）.Taking 2D geological exploration sections which are widely adopted in mining engineering as basic data and processing them by means of vectorization，the discrete points on the boundary of rock and soil mass are extracted，and then NURBS demarcation surfaces between geological bodies are built.Based on that，the corresponding implementing scheme of 3D visualization and numerical model of complicated geological structure in slope engineering on the platform of MIDAS software is made.The modeling method mentioned above is applied to the slope engineering of Chengmenshan open-pit mine in Jiangxi Province as an example.Practice shows that the method building complicated geological body model of slope engineering by using NURBS technology is simple and reliable and could greatly improve the model precision and modeling efficiency，not only representing the complicated geological bodies vividly，but also providing reliable finite element numerical model for the stability analysis of open-pit slope engineering.

Key words: NURBS, slope engineering, complicated geological structure, 3D visualization, numerical model, MIDAS software, NURBS, slope engineering, complicated geological structure, 3D visualization, numerical model, MIDAS software

中图分类号:

TU457

刘科伟，曾庆田，刘栋. 边坡复杂地质结构三维可视化及数值模型构建[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(2): 83-89.

LIU Kewei，ZENG Qingtian，LIU Dong. 3D Visualization and Numerical Modeling of Complicated Geological Structure in Slope Engineering[J]. Gold Science and Technology, 2016, 24(2): 83-89.

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