庫岸滑坡體失穩(wěn)三維動態(tài)數(shù)字模擬與可視化分析研究.pdf

1、水庫庫岸滑坡是與水庫運行有關(guān)的一類地質(zhì)災(zāi)害，是大型水電工程庫岸穩(wěn)定性研究的重要課題。以往的滑坡研究主要集中在穩(wěn)定性的力學(xué)和物理過程分析上，對滑坡失穩(wěn)運動過程的研究則甚少甚淺。目前我國山區(qū)大型水利水電工程越來越多，庫岸滑坡及其失穩(wěn)所引起的問題必將日益突出和重要，建立合理的滑坡三維模型、確定滑坡的變形破壞機(jī)制從而進(jìn)行滑坡失穩(wěn)三維動態(tài)模擬，則成為庫岸滑坡預(yù)測預(yù)報研究的關(guān)鍵科學(xué)問題。 本文基于重建的庫岸滑坡體三維數(shù)字模型，運用三維極限平

2、衡法分析滑坡的失穩(wěn)誘發(fā)機(jī)制，在判斷滑坡可能失穩(wěn)的前提下，對滑坡失穩(wěn)運動進(jìn)行了三維動態(tài)數(shù)字模擬。針對滑坡模型的復(fù)雜性、信息量大、分析要求高等特點，提出了面向滑坡體三維數(shù)字建模的NURBS-BRep混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)單元實體構(gòu)造技術(shù)，通過對滑坡基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理、滑坡數(shù)字地形和滑動面的三維建模、地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的系統(tǒng)構(gòu)造、地質(zhì)結(jié)構(gòu)體的生成和顯示，形成了一套完整的滑坡三維數(shù)字模型的構(gòu)建方法。同時，針對庫岸滑坡地面運動和水下運動的特點以及涉及和

3、涌浪相互作用的獨特之處，提出了庫岸滑坡運動過程的數(shù)值模擬計算和可視化動態(tài)模擬分析流程，利用科學(xué)計算可視化技術(shù)和計算機(jī)的真實感圖形繪制技術(shù)，采用運動路徑控制法和物理機(jī)制法相結(jié)合動態(tài)畫面生成方法，最終實現(xiàn)了滑坡運動全過程的統(tǒng)一和三維可視化動態(tài)表達(dá)。 對某庫區(qū)一大型滑坡的實例分析驗證了上述方法的可行性和實用性，模擬結(jié)果形象表現(xiàn)了滑坡體可能發(fā)生失穩(wěn)時的運動面貌和涌浪過程，為滑坡的失穩(wěn)運動的研究提供了一種直觀、實用的分析手段，從而可促進(jìn)與