基于AutoCAD与FLAC的边坡稳定性分析

随着计算机性能的飞速提高 ,计算机在岩土工程上的应用也得到了较大的发展。我国岩土工程计算机应用技术取得长足发展 ,一是工程地质信息系统的研究与应用达到一个新的高度 ,进入实用化的
阶段 ,并有较高的普及程度。许多单位和软件公司均将工程地质信息系统的开发与应用作为今后的重点工作。二是岩土工程计算机应用已由过去简单的文字、数据、图形处理发展到数据、资料综合存储、管理、开发利用的新水平。三维工程地质模型的开发、研究也取得了可喜的进步[1 ]。
AutoCAD 是美国 Autodesk 公司推出的图形设计软件 ,它以其强大而又完善的功能以及方便快捷地操作在机械、建筑和工程等设计领域中得到了极为广泛的应用。AutoCAD 还提供的完善的二次开发功能和接口技术 ,这对我们开发适合专业要求的CAD软件提供了大大的方便。本文将探讨通过VBA 二次开发与 FLAC 相结合实现土建工程边坡的智能建模与稳定性分析。
FLAC ( Fast Lagrangian Analysis of Continua)是由美国明尼苏达大学和美国 Itasca ConsultingGroup Inc.开发的一款基于二维有限差分的计算程序。由于 FLAC程序主要是为岩土工程应用而开发的岩土力学计算程序 ,程序中包括了反映地质材料力学效应的特殊计算功能 ,可计算地质类材料的高度非线性(包括应变硬化/软化) 、不可逆剪切破坏和压密、粘弹(蠕变) 、空隙介质的应力O 渗流耦合、热O力耦合以及动力学行为、是否需要采用边坡防护网的方式进行防护等。FLAC 程序建立在拉格朗日算法基础上 ,特别适合模拟大变形和扭曲。FLAC 采用显式算法来获得模型全部运动方程(包括内变量) 的时间步长解 ,从而可以追踪材料的渐进破坏和垮落 ,这对研究岩土工程是非常重要的。随着图形矢量化技术的发展 ,可以方便地把已有的地形勘测图通过矢量化转换为 CAD 文档。然后通过 AutoCAD VBA 技术实现图形中数据的分类、提取 ,并建立与 FLAC 的接口实现边坡稳定性分析的自动建模、分析。
1 　边坡稳定智能分析的实现
本人编写了程序 AutoOFLAC 来实现对边坡稳定性的智能分析和对需要安装柔性防护网的山体进行考证。实现流程见图
1。下面以某矿山边坡为例介绍边坡稳定性智能化分析的具体步骤:
1)通过矢量化获得边坡的地形图资料(见图2)。
2)通过VBA 编程处理该 CAD文件获得对于边坡稳定性分析有用的资料[2 ]。
本例中的操作为:先将图
2 中的各类线条进行分类 ,然后将其分别归入自定义的图层(如:等高线层、标注层等)中。由于是进行边坡稳定性分析 ,所以处理后默认为只显示等高线层。

延伸阅读：
CAD图形对边坡的线条进行分析