(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111383112.6 (22)申请日 2021.11.22 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113947000 A (43)申请公布日 2022.01.18 (73)专利权人 中国电建集团成 都勘测设计 研究 院有限公司 地址 610072 四川省成 都市青羊区浣花北 路1号 (72)发明人 张勇　黄志澎　黄克戬　何彦锋　 (74)专利代理 机构 成都虹桥专利事务所(普通 合伙) 51124 专利代理师 吴中伟 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 30/13(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 111859497 A,2020.10.3 0 CN 110263456 A,2019.09.20 张社荣等.大型地下洞室群动态安全信息模 型研究. 《水利水电技 术》 .2017,(第0 5期), 审查员 伯梅 (54)发明名称 地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分析一 体化方法 (57)摘要 本发明涉及地下工程三 维建模及分析， 其公 开了一种地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分 析一体化方法， 实现快速建模、 自动分析计算， 以 减轻设计工程师的建模和分析工作强度， 提高设 计工作效率。 该方法在地下洞室模型的基础上， 通过块体所揭露的位置和产状建立块体滑面； 基 于块体滑面进行方向判定、 切割运算， 生成围岩 块体特征对象， 并进行属性赋值； 然后对围岩块 体特征对象进行特征解码， 将解析的信息存储到 外部文件； 调用有限元分析软件读取和解析该文 件； 根据解析信息重构块体三维模型， 进行块体 识别和滑 面编号， 然后进行一体化求解和计算分 析； 根据求解结果， 提取各滑面的单元和节点的 应力大小和方向， 然后计算整个块体的安全系数 并输出稳定性分析报告。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 113947000 B 2022.12.06 CN 113947000 B 1.地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分析一体化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 复杂地下洞室围岩块体的几何建模： 在地下洞室模型的基础上， 通过块体所揭露的位置和产状建立 块体滑面； 基于块体滑面进行 方向判定、 切割运 算， 生成围岩块体特 征对象， 并进行属性赋值； S2、 复杂地下洞室围岩块体的有限元建模： 对围岩块体特 征对象进行 特征解码， 解析几何属性、 材 料属性、 力学属性； 将解析出来的信息按照一定格式存 储到外部文件； 调用有限元分析 软件， 读取和解析 该文件； 根据解析信 息重构块体三维模型， 进行块体识别和滑面编号， 然后进行剖分网格、 赋值 材料、 施加荷载和求 解计算的一体化分析； S3、 复杂地下洞室围岩块体的稳定分析： 根据求解计算结果， 提取各滑面的单元和节点的应力大小和方向， 然后计算整个块体 的安全系数， 并输出 稳定性分析报告； S4、 复杂地下洞室围岩块体信息的存 储和可视化管理： 对围岩块体特征对象的几何信息、 材料信息、 力学信息进行分类标识和存储， 分析、 计 算和报告来自同一特征对 象， 支持可视化和同步更新， 保证了模型和数据一致； 同时， 在一 个模型中， 对同一个项目下的多块体稳定分析计算结果进行 可视化管理。 2.如权利要求1所述的地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分析一体化方法， 其特征在 于， 步骤S1中， 所述进行属性赋值的内容包括： 块体容重、 滑面材 料参数、 荷载参数； 其中， 载荷参数包括预应力支护、 非预应力支护、 地下 水、 地震力。 3.如权利要求2所述的地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分析一体化方法， 其特征在 于， 步骤S1中， 进行属性赋值后的围岩块体特征对象集成了块体几何模型和属性信息， 块 体几何模型 可根据滑面 位置和产状进行关联 更新驱动。 4.如权利要求1所述的地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分析一体化方法， 其特征在 于， 步骤S2中， 在重构块体三维模型， 进行块体识别和滑面编号后， 还包括： 复核模型数据 的完整性， 如果 不符合完整性要求， 对 模型参数进行检查 修改， 直至满足完整性要求。 5.如权利要求1所述的地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分析一体化方法， 其特征在 于， 步骤S3中， 所述计算整个块体的安全系数 具体包括： 对各滑面的单元和节点的应力进行法 向和切向投影， 计算滑面上每个节点或单元安全 系数， 并绘制安全系数分布图； 根据各滑面上的单元和节点法 向力和切向力， 计算块体的 阻滑力和致滑力的大小和方 向， 计算整个块体的安全系数。 6.如权利要求1 ‑5任意一项所述的地下洞室围岩复杂块体建模与稳定分析一体化方 法， 其特征在于， 步骤S4中， 将围岩块体的几何信息、 材料信息、 力学信息进 行分类标识和存 储在块体特 征对象上， 属性数据组织如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113947000 B 2块体编号： 字符型； 滑面个数： 整数 型； 滑面编号： 整数 型； 滑面类型： 枚举型； 滑面1～N的边界几何拓扑信息、 产状信息： 浮 点型 材料信息： 浮 点型； 力学信息： 浮 点型； 滑动方式： 枚举型； 安全系数： 浮 点型； 备注信息： 字符型； 其中， 材料信息包括容重、 摩擦系数、 黏结属性； 力学信息包括自重、 支护力、 地下水、 地 震力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113947000 B 3