塊體模型(Block Model)的產(chǎn)生、輸入和轉(zhuǎn)換
塊體模型(Block Model)的產(chǎn)生、輸入和轉(zhuǎn)換
GeotechWu
計算巖土力學(Geomechanics)是一個綜合的巖土工程(Geotechnical)信息源，旨在與巖土工程領(lǐng)域的學生，研究人員和巖土工程師分享先進的巖土工程教育理念，巖土工程分析和設(shè)計方法。
1 引言
塊體模型(Block Models)是表示三維材料特性的一種流行方式，主要應(yīng)用于礦業(yè)工程【 綜合的地質(zhì)、資源模擬、礦山規(guī)劃和生產(chǎn)軟件-Surpac 2020 塊體模擬(Block Modeling) ； 礦山規(guī)劃軟件Deswik.CAD---設(shè)計和固體模擬(Design & Solids Modeling) 】，用來定量化礦產(chǎn)資源。塊體模型把 對 礦體及其圍巖 離散成特定大小的塊，這些塊的尺寸可以是均勻的，也可以是非均勻的，每個塊包含著相關(guān)材料屬性 的信息。典型的塊體模型文件格式是CSV，當軟件讀取該文件時，通常具有靈活的列映射( column mapping )。
一個塊體模型應(yīng)該至少有4列，前3列是塊體中心的坐標值(x,y,z)，第四列是該塊體的一個屬性。一些采礦地質(zhì)軟件可以讀入任意數(shù)目的列，而專用的邊坡穩(wěn)定性軟件一般只保留一列"material"即可，這一列用來區(qū)分不同的地層。下面 簡要討論了不同 塊體模 型格式的產(chǎn)生、輸入和轉(zhuǎn)換方法。
2 礦床模型
一個礦床的塊體模型共有9列，第1列是塊體的id, x,y,z是塊體中心點的坐標，其余各列是塊體的屬性，如下所示。
id,x,y,z,cost,
value
,rock_tonnes,ore_tonnes,final_pit,period
(1) 首先右擊樹狀命令Block Models > Import Block Model...，打開輸入模型對話框；
(2) 在Select Columns > Define Grid中定義輸入的列, 可以選擇性輸入，也可以點擊"Import All Columns"輸入全部列，"File Data"內(nèi)會自動把表頭加上去，這就是上面提及的 列映射( column mapping ) 。
(3) 接著按"Next"按鈕轉(zhuǎn)到下一頁面，"CSV data"會顯式出文件內(nèi)x,y,z的最大值和最小值，這些值可以用鼠標拖拉到如下圖所示的輸入框。“Values to enter"共有四個選擇，無疑"Block size, Minimum centroid, Maximum centroid"是最好的選項，因為可以直接使用最大值和最小值，不需要自己換算。如果值輸入正確的話，會顯式信息" All the centroids in the file match the grid you’ve defined "，這表示填寫成功，否則需要檢查核對輸入的數(shù)值。
因此這個塊體模型共有25155個塊體。下圖所示的cost屬性的塊體模型圖，可以使用直方圖統(tǒng)計不同cost的出現(xiàn)頻率，其它屬性的操作方法與之相同。
這個模型不同直接輸入到SLIDE3和PLE中，因為在CSV文件中沒有"Material"列。
3 邊坡模型
下面所示的這個邊坡模型共有7列，其中 x,y, z 是塊體 中心點的坐標 ， dx,dy,dz是塊體的邊長，material是材料名稱。
x,y,z,dx,dy,dz,material
按照與上個例子相同的方法導入CSV文件，最關(guān)鍵的輸入數(shù)值如下所示，這些數(shù)值保存在原始的文件頭中，顯式信息" All the centroids in the file match the grid you’ve defined "，表示數(shù)值填寫正確，這個模型共產(chǎn)生3500000個塊體。
產(chǎn)生的塊 體 模型如下圖所示，由四種材料組成。這個數(shù)據(jù)文件可以直接輸入到Slide3和PLE中。
在PLE的邊坡穩(wěn)定性模型中，塊體模型數(shù)據(jù)與定義的區(qū)域、表面和材料體積網(wǎng)格(MVM)一起使用，以定義模型內(nèi)任意點的材料屬性。 當存在多種材料屬性時，優(yōu)先順序是MVM，然后是塊體模型，最后是材料層。 塊狀模型中的任何空隙或空白將被視為由模型體積材料層分配所定義的材料來填補。 即使模型中存在塊狀模型，模型體仍必須至少包含一個有定義材料的層。 塊狀模型的幾何圖形只在定義了模型體積的地方被考慮。 也就是說，位于頂面以上、底面以下或任何區(qū)域以外的塊狀模型幾何體將被自動忽略，而不需要用戶手動剪切數(shù)據(jù)。下圖所示的是在PLE中顯示的塊體模型。
當塊體模型輸入完成后，可以檢查每種材料的體積(Geometry>Block Models..)。同時，系統(tǒng)為每種材料分配了Mohr-Coulomb材料模型和相同的參數(shù)值，c=1kPa, fei=35°，可在此基礎(chǔ)上進行修改。
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