基于AutoCAD與FLAC的邊坡穩定性分析

隨著計算機性能的飛速提高 ,計算機在巖土工程上的應用也得到了較大的發展。我國巖土工程計算機應用技術取得長足發展 ,一是工程地質信息系統的研究與應用達到一個新的高度 ,進入實用化的
階段 ,并有較高的普及程度。許多單位和軟件公司均將工程地質信息系統的開發與應用作為今后的重點工作。二是巖土工程計算機應用已由過去簡單的文字、數據、圖形處理發展到數據、資料綜合存儲、管理、開發利用的新水平。三維工程地質模型的開發、研究也取得了可喜的進步[1 ]。
AutoCAD 是美國 Autodesk 公司推出的圖形設計軟件 ,它以其強大而又完善的功能以及方便快捷地操作在機械、建筑和工程等設計領域中得到了極為廣泛的應用。AutoCAD 還提供的完善的二次開發功能和接口技術 ,這對我們開發適合專業要求的CAD軟件提供了大大的方便。本文將探討通過VBA 二次開發與 FLAC 相結合實現土建工程邊坡的智能建模與穩定性分析。
FLAC ( Fast Lagrangian Analysis of Continua)是由美國明尼蘇達大學和美國 Itasca ConsultingGroup Inc.開發的一款基于二維有限差分的計算程序。由于 FLAC程序主要是為巖土工程應用而開發的巖土力學計算程序 ,程序中包括了反映地質材料力學效應的特殊計算功能 ,可計算地質類材料的高度非線性(包括應變硬化/軟化) 、不可逆剪切破壞和壓密、粘彈(蠕變) 、空隙介質的應力O 滲流耦合、熱O力耦合以及動力學行為、是否需要采用邊坡防護網的方式進行防護等。FLAC 程序建立在拉格朗日算法基礎上 ,特別適合模擬大變形和扭曲。FLAC 采用顯式算法來獲得模型全部運動方程(包括內變量) 的時間步長解 ,從而可以追蹤材料的漸進破壞和垮落 ,這對研究巖土工程是非常重要的。隨著圖形矢量化技術的發展 ,可以方便地把已有的地形勘測圖通過矢量化轉換為 CAD 文檔。然后通過 AutoCAD VBA 技術實現圖形中數據的分類、提取 ,并建立與 FLAC 的接口實現邊坡穩定性分析的自動建模、分析。
1 　邊坡穩定智能分析的實現
本人編寫了程序 AutoOFLAC 來實現對邊坡穩定性的智能分析和對需要安裝柔性防護網的山體進行考證。實現流程見圖
1。下面以某礦山邊坡為例介紹邊坡穩定性智能化分析的具體步驟:
1)通過矢量化獲得邊坡的地形圖資料(見圖2)。
2)通過VBA 編程處理該 CAD文件獲得對于邊坡穩定性分析有用的資料[2 ]。
本例中的操作為:先將圖
2 中的各類線條進行分類 ,然后將其分別歸入自定義的圖層(如:等高線層、標注層等)中。由于是進行邊坡穩定性分析 ,所以處理后默認為只顯示等高線層。

延伸閱讀：
CAD圖形對邊坡的線條進行分析