1 引言

大多數(shù)真實的巖土工程模擬需要考慮分步施工(Staged Construction)步驟, 包括分步開挖，支護，充填等操作過程。Rhino的建模邏輯是以曲面和復合曲面為基礎的，因而如果直接輸出建立的實體網(wǎng)格，不能處理施工邊界(interface)的網(wǎng)格連接。從版本5.0開始，Rhino引入了一種處理方法，稱之為NonManifoldMerge，由于經(jīng)常使用，Griddle的面板內(nèi)直接包含了這種方法，即第9個圖標NonManifoldMerge---Rhino命令合并表面網(wǎng)格，創(chuàng)建單一的非流形網(wǎng)格(Griddle---FLAC3D和3DEC的高級網(wǎng)格劃分工具; 使用BlockRanger(BR)產(chǎn)生結構化網(wǎng)格)。這個筆記簡要討論了這種技術以及應用。

2 NonManifoldMerge

具有兩個以上面連接到單個邊的多曲面或網(wǎng)格的邊稱之為非流形，如下圖所示，彩色的邊即為非流行邊。通俗地來說,就是面與面的公共邊。ShowEdges命令能夠顯示出這種邊。 

NonmanifoldMerge命令的功能是從有交集的曲面或多重曲面創(chuàng)建一個非流形邊組合的復合曲面。視具體情況曲面被分割或邊進行連接。

3 應用

這個應用來自于Griddle例子手冊，擬在一個兩層土中開挖一個豎井，井的深度150ft (45m), 井的直徑30ft(9m)。土層的分界面深度是50ft(15m), 為了充分考慮土的擾動范圍，模型域范圍設置為200 ft × 200 ft × 235 ft. 豎井進行分步開挖，每步10ft，因而150ft需要開挖10步。

(1) 模板文件選擇Large Objects - Feet.3dm，使用Cylinder命令創(chuàng)建一個基底為0，半徑為15，長度為-10的圓柱體，以此代表第一步的開挖；

(2) 使用Line命令創(chuàng)建一條(0,0,-10) to (0,0,-150)的線，以此代表豎井深度；

(3) 使用ArrayCrv命令沿著該直線拷貝15個已經(jīng)建立的圓柱體，從而形成15個分步開挖;

(4) 使用Point命令產(chǎn)生三個點(-100,-100,-50),(100,-100,-50),(100,100,-50), 目的是為了產(chǎn)生土的分界面。接著使用PlaneThroughPt命令生成一個平面，這個平面切割先前生成的豎井模型。

(5) 使用Box命令以對角方式(-100,-100,-235), (100,100,0)產(chǎn)生模型域(200 ft × 200 ft × 235 ft)。

(6) 使用NonManifoldMerge命令創(chuàng)建單個的非流形多重曲面。這個復雜的多表面用作網(wǎng)格劃分的初始幾何圖形。

上述步驟產(chǎn)生的圖形如下所示。

(7) 使用Mesh命令初步劃分網(wǎng)格。

(8) 使用GSurf命令劃分曲面網(wǎng)格：

Mode=QuadDom

MinEdgeLength=4

MaxEdgeLength=20

RidgeAngle=20

(9) 使用GVol命令劃分體積網(wǎng)格：

Mode=HexDom  

MaxGradation=1  

TargetSize=5  

Optimization=10  

ShapeQuality=1

輸出的網(wǎng)格導入到FLAC3D中，如下圖所示。