库岸滑坡体失稳三维动态数字模拟与可视化分析研究

摘要

水库库岸滑坡是与水库运行有关的一类地质灾害，是大型水电工程库岸稳定性研究的重要课题。以往的滑坡研究主要集中在稳定性的力学和物理过程分析上，对滑坡失稳运动过程的研究则甚少甚浅。目前我国山区大型水利水电工程越来越多，库岸滑坡及其失稳所引起的问题必将日益突出和重要，建立合理的滑坡三维模型、确定滑坡的变形破坏机制从而进行滑坡失稳三维动态模拟，则成为库岸滑坡预测预报研究的关键科学问题。 本文基于重建的库岸滑坡体三维数字模型，运用三维极限平衡法分析滑坡的失稳诱发机制，在判断滑坡可能失稳的前提下，对滑坡失稳运动进行了三维动态数字模拟。针对滑坡模型的复杂性、信息量大、分析要求高等特点，提出了面向滑坡体三维数字建模的NURBS-BRep混合数据结构和地质结构单元实体构造技术，通过对滑坡基础地质数据的预处理、滑坡数字地形和滑动面的三维建模、地质结构面的系统构造、地质结构体的生成和显示，形成了一套完整的滑坡三维数字模型的构建方法。同时，针对库岸滑坡地面运动和水下运动的特点以及涉及和涌浪相互作用的独特之处，提出了库岸滑坡运动过程的数值模拟计算和可视化动态模拟分析流程，利用科学计算可视化技术和计算机的真实感图形绘制技术，采用运动路径控制法和物理机制法相结合动态画面生成方法，最终实现了滑坡运动全过程的统一和三维可视化动态表达。 对某库区一大型滑坡的实例分析验证了上述方法的可行性和实用性，模拟结果形象表现了滑坡体可能发生失稳时的运动面貌和涌浪过程，为滑坡的失稳运动的研究提供了一种直观、实用的分析手段，从而可促进与滑坡相关的数字分析朝智能化、自动化和定量化方向发展。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2库岸滑坡失稳研究现状分析

1.3本文研究内容

第二章滑坡体三维数字建模与可视化技术研究

2.1滑坡体三维数字建模技术

2.2滑坡体三维数字模型构建方法

2.3滑坡体三维数字模型的可视化分析

第三章库岸滑坡体失稳运动三维数字模拟理论与方法

3.1基本原理

3.2库岸滑坡体失稳机制分析

3.3滑坡体失稳运动模拟计算

3.4失稳运动过程三维可视化模拟分析

第四章实例研究

4.1滑坡区域地质条件概述

4.2滑坡体三维数字模型

4.3滑坡体失稳机制分析

4.4滑坡体失稳三维动态数字模拟

4.5模拟结果综合分析评价

第五章结束语

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢