3D GIS与有限元模拟无缝耦合方法及其在隧道工程中的应用研究     

《岩土力学》2017,(3)

为实现数值模拟获得的各种场数据与GIS空间信息的综合集成,有必要对GIS中融合有限元数值计算的方法开展研究。本文采用GRASS GIS、VTK等开源软件,通过Python语言建立了GIS与有限元模拟的复合系统开发框架,针对隧道开挖编写了3DGIS与有限元数值计算无缝耦合分析程序(3DPyGisTFEM)。给出了由中心线上多条轮廓线生成隧道模型的算法,提出了对各地层DEM与隧道模型进行剖切运算获得隧道开挖地质剖面的方法。引入Delaunay网格剖分算法,对GIS中TIN模型不断改良,获得了适合有限元模拟的地质剖面三角形网格。基于多个剖面计算结果,运用插值手段,形成研究区域场数据,结合GIS空间分析方法,对场数据分布规律进行综合分析,实现了GIS与有限元的无缝耦合。黄家寨隧道工程实例表明,相对坡度、隧道中心线缓冲区等因素,地表距隧道拱顶高差的空间分布特征与地表沉降规律相关性更强。  相似文献   

饱和黏土水土压力合算的计算公式     

《岩土力学》2017,(6):1688-1696

由于水、土压力合算法存在一定的争议,首先对国内现行水、土压力合算公式在完全不排水条件和稳定渗流情况下计算正常固结黏土水、土压力的误差进行了定量的分析,发现计算结果在大多数情况下偏危险,误差可超过40%;然后根据等效原则,推导出了饱和正常固结黏土和超固结黏土的水、土合算公式,得到的公式与文献[2]建议的公式一致,同时证明了该公式与国外采用固结不排水抗剪强度的水、土压力合算公式也一致;对于正常固结和轻微超固结饱和黏土,由等效原则得到的水、土压力合算公式高估存在渗流时主动极限平衡状态水、土压力的合力,而对于重度超固结饱和黏土,水、土压力合算可能低估存在渗流时主动极限平衡状态水土压力的合力,最危险的状态是负超静孔压完全消散时。水、土压力合算公式是采用总应力指标计算在假定完全不排水条件下饱和黏土进入主动或被动极限平衡状态时的水、土总压力,公式并不能考虑渗流对水、土压力的影响,而渗流对水、土压力的影响显著,在实际工程中应加以考虑。  相似文献   

平武县兴坪沟泥石流特征及其工程防治效果分析     

冯文凯  何山玉  刘志刚  易小宇  白慧林 《工程地质学报》2017,25(3):794-805

地震对地质环境的改变,产生的地质灾害效应会在5~10a或者更长的时间显现,汶川地震前后平武县发育泥石流数变化较大。根据多次现场调查,收集分析近8a的各类资料,对平武县地震前后发育泥石流情况及特征做了分析对比研究,对兴坪沟泥石流的基本特征、形成机制、近年来的发展演化情况以及工程防治效果进行详细分析,得出:（1）平武县境内因汶川地震诱发的泥石流灾害85%左右在地震后的5a内趋于稳定不再存在安全隐患;（2）兴坪沟因其物源极为丰富、主沟纵坡降较小、流域面积较大、支沟众多等特征目前还存在较大安全隐患;（3）兴坪沟泥石流防治工程效果良好;（4）下一步防治建议:在大沙坝段（距沟口1.1km处）修建单边防护堤,及时对郑家山滑坡进行工程治理,加强物源区耕地、弃渣管理,保护汇水区植被。  相似文献   

分汊与游荡型辫状河储层构型研究: 以苏丹FN油田为例     

王敏  穆龙新  赵国良  王喻雄 《地学前缘》2017,24(2):246-256

辫状河储层构型研究对预测剩余油分布有重要作用,但目前国内外学者对辫状河储层构型的研究多停留在笼统的辫状河模式上,对不同类型辫状河的构型研究较少。本文在文献调研和露头观察的基础上,对分汊和游荡两种类型的辫状河分别进行研究。以苏丹FN油田为例,依据“层次约束,模式拟合和多维互动”的构型解剖思路,综合岩心和测井资料分别对分汊与游荡型两种辫状河进行构型单元解剖,从单一辫流带砂体厚度、隔夹层发育规模、心滩坝与辫状河道发育规模及关系、落淤层与沟道发育规模及模式等方面入手,分层次定量计算不同河型构型单元的发育规模,探讨不同规模构型要素对剩余油形成与分布的控制作用。研究发现分汊型辫状河单一辫流带砂体厚度小于游荡型辫状河,连片分布的隔层稳定性强于游荡型辫状河;分汊型及游荡型辫状河都广泛发育心滩坝、辫状河道等砂体,规模和形态类似;分汊型辫状河心滩坝被河道下切完全,内部发育落淤层与沟道沉积,两者分期孤立分布或同期切割分布;游荡型辫状河心滩坝内镶嵌着规模较小的辫状河道(沟道),落淤层较不发育。最终总结了构型界面渗流屏障在垂向上影响剩余油分布的5种模式,以及构型单元渗透性较差处如心滩坝边部、泥质(半)充填河道等易形成剩余油富集。  相似文献   

基于变分水平集方法的浒苔绿潮面积信息提取   总被引：1，自引：1，他引：0  

张永梅  潘振宽  曹丛华  端金鸣  逯京格 《海洋学报》2017,39(9):121-132

绿潮面积信息提取是绿潮遥感监测中极其重要的环节,其结果将直接影响后续的统计分析和预测预警工作。目前科研人员一般基于传统阈值方法对绿潮面积信息进行提取,其提取结果具有不稳定、效率低、人为因素影响大等缺点。针对上述问题,本文基于变分水平集的对偶方法和分裂Bregman投影方法对绿潮面积信息进行了提取,并提出一种对上述两种方法提取出的绿潮面积信息结果进行量化的新方法。分别基于传统阈值方法、变分水平集的对偶方法和分裂Bregman投影方法进行了3幅影像的绿潮信息提取实验,对提取结果进行了比对分析。实验结果表明,对分辨率较高的卫星遥感数据,无论从运行效率还是从绿潮面积信息提取结果的精确性及稳定性上,基于变分水平集的对偶方法和分裂Bregman投影方法均优于基于传统阈值方法。  相似文献   

基于等高线簇分析的复杂建筑物模型重建方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

张靖  李乐林  江万寿 《地球信息科学学报》2010,12(5):641-648

近年来,基于LIDAR点云数据的建筑物重建模型一直是研究的热点。目前,出现的许多算法对简单建筑物,如平顶房屋、人字行屋顶及其他规则房屋的重建取得了不错的效果,但是,对于结构复杂的建筑物重建问题仍然有待解决。针对这一问题,本文提出了一种利用等高线簇分析从LIDAR数据中自动重建复杂建筑物模型的新算法。该算法是一种自底向上的数据驱动方法,以等高线所反映出的建筑物轮廓特征为基础,充分利用等高线封闭性和明确的拓扑关系,采用等高线形状分析的方法来实现建筑物的检测和模型识别与重建。算法实现分为4个步骤,首先,通过对LIDAR点云数据的DELAUNAY三角化跟踪提取等高线,然后利用等高线的长度,面积等形状参数来提取建筑物等高线,再通过拓扑分析,以及形状匹配的方法对等高线进行分簇,得到同一建筑物不同组成部分的等高线簇,最后,对各簇等高线进行模型参数优化并按拓扑关系进行重组得到完整的建筑物模型。通过对多层次、多曲面等复杂建筑物的重建实验证明了此方法的可行性。  相似文献   

使用黏性逼近方法推广一个平衡及不动点问题     

谢旭平  吴定平  段祺斌 《成都信息工程学院学报》2010,25(6)

为了研究寻找一般平衡问题的公共解集中共有元素的迭代方法,及无穷非扩张映像族的不动点问题.通过在Hilbert空间中构造非扩张序列Ti得出了一种关于Wn算子的新黏性逼近迭代算法,在一定条件下,得出了其强收敛定理.  相似文献   

有限单元法非均匀剖分对数值模拟影响研究     

程勃  黄俊革  阮百尧 《地球物理学进展》2010,25(5)

本文研究了有限单元法非均匀剖分对直流电阻率法数值模拟结果的影响.通过非均匀剖分对半空间地质体的视电阻率异常与均匀剖分的视电阻率对比,分析这种模拟方法的可行性,研究计算结果差异产生的原因.通过相邻单元的不同边长比例剖分的对比,研究在误差允许范围内非均匀剖分的单元边长比例极限.计算结果表明,测线方向非均匀剖分是误差产生的主要原因,XYZ三方向非均匀剖分所带来的误差总和是各方向非均匀剖分产生误差之和;当测线方向剖分单元不均匀剖分比例小于0.49∶0.01时,由于非均匀剖分产生的误差在容许范围内.  相似文献   

黄骅坳陷横向构造转换带与基底三分结构的重磁证据          下载免费PDF全文

李淑玲  Yaoguo Li  孟小红  付立新 《地球物理学报》2014,57(2):546-555

黄骅坳陷盆地结构及构造单元展布受深断裂及盆地基底的控制与影响,利用重磁异常可以较大范围地揭示出控制盆地构造格局的深断裂及基底结构特征.本文综合考虑研究区盆地基底的宏观磁性差异以及存在的剩磁影响,采用对磁化方向依赖性小的磁异常模量数据,研究了黄骅盆地区域横向构造转换带的展布与磁性基底结构.识别出五条NW向与优势构造走向高角度相交的区域横向构造转换带和两条呈“T” 型展布的隐伏深断裂;研究区基底具有三分性结构特征,隐伏深断裂可能为三分基底的拼合线;基底结构差异及区域横向构造转换带共同控制了黄骅盆地“南北分区,东西分带”的宏观构造格局及沉积构造单元的展布.  相似文献   

软黏土中预钻孔沉桩引起的土体隆起分析     

周建武  楼晓明 《岩土力学》2011,32(9):2839-2844

基于考虑初始半径的圆孔扩张理论,并根据旁压试验临界深度的形成机制与沉桩挤土的相似性,求得沉桩土体隆起的分界面,并进一步推导了沉桩引致地表隆起的曲线方程,分析了预钻孔半径对土体隆起的影响规律。由于初始半径即为沉桩施工时较为常用的预钻孔半径,因此,推导的预估土体隆起的有关方程为通用公式,当初始半径取0时,可用于普通沉桩的土体隆起分析。实际计算表明,该公式计算结果略小于实测值,但比有限元模拟的结果更接近实测值。因而提出的沉桩导致土体隆起的预估公式是简洁而实用的  相似文献