1 引言

三維模型的建立有多種方法，可以使用三維基元來構建，對于形狀規則的三維模型，例如堤壩或路基，也可以通過二維模型拉伸(Extrusion)得到三維模型,例如:

• 使用Extrusion工具產生非結構化的網格(unstructured Mesh)

• Extrusion工具的使用技巧(FLAC3D僅有)
  

• FLAC2D 創建網格Extrusion工具
  

• FLAC3D三維模型的建立---Extrusion工具
  

然而對于采礦工程邊坡，由于地表形狀不規則以及采礦邊坡特有的幾何特征，不能通過二維模型轉化為三維模型，因此一個更廣泛接受的模型建立方法是輸入外部已經建立的幾何形狀。

geometry import 'surface.dxf'block create brick 500 6500 -500 5500 -1000 3000

Itasca幾何數據交換文件---Geometry Files

建立更真實的數值模型：FLAC3D導入地形圖 (1)

建立更真實的數值模型(2)：FLAC3D與曲面地形的集成

三維模型也可以直接使用表面測量坐標建立，例如在【帶有軟弱夾層(Weak Layer)的三維采礦邊坡穩定性分析(3D Open Pit Analysis)和三維極限平衡巖石邊坡穩定性分析流程(PLE) [兩種地層+一個軟弱滑動面]中，通過輸入地層和邊坡的坐標(xls文件)建立了三維模型。

2 模型建立

一個采礦邊坡由三層材料組成，如下圖所示。第一層是石灰巖，第二層是礦石，第三層是砂巖。

(1) 為了建立三維模型，首先輸入邊坡的表面，這個表面是stl文件，Geometry>Import/Export>Import Geometry...，在導入stl文件后，需要進行后處理工作，來找出和修正stl文件的缺陷(Find and Repair Defects)，這是因為不是每一個stl文件都滿足系統的要求。

使用同樣的步驟輸入兩個dxf文件，這兩個dxf文件是材料的界面。

(2) 產生外部體積(create external volume)。上面輸入的均為表面，需要把表面轉變為具有邊界的計算模型，其實就是把最低的表面向下拉伸，使用Geometry>Create External From Surface命令完成。

(3) 切割計算模型。這是一個布爾操作，把外部體積邊界與材料表面邊界相交形成計算模型。使用Geometry>3D Boolean>Divide All Geometry命令完成。

下圖所示的是最后的計算結果，左圖顯示的是最小滑動面，右圖顯示的是多平面安全系數圖，即安全系數等值線圖【多滑動面搜索算法---粒子群搜索(Particle Swarm Search) 和安全系數等值線】

3 討論

成功建立三維模型取決于輸入的幾何形狀(Geometry)是否正確。如引言中顯示的邊坡stl文件，在輸入后發現了61處錯誤，盡管使用后處理工具修復了這些錯誤，但仍然需要使用Surface Triangulation Tools重新生成三角形，產生的外部體積也并不象預想的那樣形成規則的外邊界，因而這些問題需要進一步研究和探索。