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坐标投影作图法的计算机化及其在结构面和块体稳定分析中应用

作　者: 高丙丽
导　师: 王芝银；杨志法
学　校: 西安科技大学
专　业: 岩土工程
关键词: 坐标投影作图块体稳定 vc++:CPH
分类号: TV223.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 127次
引　用: 4次
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内容摘要

对于结构面和块体的几何条件、位置的确定,以及他们的稳定分析来说,坐标投影作图法有不少独到之处,由于块体,尤其是多块体的坐标投影图解较为复杂,作图效率不高,所以有必要将之计算机化。本文针对上述困难开发了软件 CPH,该软件主要实现三个功能:第一,确定结构面的产状和位置;第二,确定可能不稳定块体的几何形状及可能不稳定块体的个数;第三,针对各个可能不稳定块体,结合地下工程平面问题弹性有限元图谱,计算出块体范围内各结构面及块体本身的稳定系数。坐标投影作图法的优势在于不但能对多块体进行稳定分析,而且对单一的结构面也可对其进行稳定分析。根据坐标投影作图法的原理,本文采用面向对象的程序设计方法实现了对坐标投影作图法的计算机化,并开发了相应的软件 CPH。考虑到软件的可丌发性及可视化,程序语言选用了 VC++。本文的创新点在于能较准确地利用三点式(即通过空问不再同一直线上的三个点的坐标列出结构面的方程)确定结构面的方程,从而也就确定了其产状,避免了以往用罗盘测量结构面产状时由于手的抖动等而引起的误差。本文主要针对圆拱直墙式地下工程开展研究,并将研究成果及开发的软件 CPH 应用于广西龙滩水电站和河南南湾水库两个工程实例中,以证明软件 CPH 的可行性。另外, 对 CPH 稍加改动,也可应用于边坡及其它形式的地下工程。由于时间有限,本文未将可视化部分编入 CPH 内,但 CPH 软件为以后的进一步开发提供了平台。最后,本文指出了坐标投影作图法及软件 CPH 的部分发展趋势及难题,为以后的研究提供了一定的参考。

全文目录

1 绪论  8-16
  1.1 本文研究的意义  8-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 国内研究现状  11-12
    1.2.2 国外研究现状  12-14
  1.3 本文要做的具体工作及其技术路线  14-16
2 坐标投影作图法的基本原理  16-32
  2.1 坐标投影作图法三投影面体系  17-18
  2.2 赤平极射投影的吸收  18-19
    2.2.1 赤平极射投影的概念  18
    2.2.2 常用赤平极射投影作图法的简述  18-19
  2.3 水平切面图与块体顶点图解法  19-23
    2.3.1 结构面、临空面组合条件与水平切面图  19-21
    2.3.2 块体顶点的投影作图法—切面图变动法  21-23
  2.4 结构面出露曲线与曲面块体作图  23-25
  2.5 块体范围结构面面积的确定  25-26
  2.6 块体体积的求解  26-28
    2.6.1 平面块体体积的图解原理  26-27
    2.6.2 非平面块体的体积的求解  27-28
  2.7 块体稳定系数的确定  28-32
3 坐标投影作图法计算机化的具体实现  32-41
  3.1 面向对象程序设计方法及C＋＋语言简介  32-33
  3.2 坐标投影作图法的具体计算机化  33-35
    3.2.1 结构面的确定方法  33-34
    3.2.2 块体范围结构面面积的确定  34-35
    3.2.3 块体体积的确定  35
  3.3 CPH 程序框图  35-41
    3.3.1 CPH-I 程序  36-37
    3.3.2 CPH-Ⅱ程序  37-39
    3.3.3 CPH-Ⅲ程序  39-41
4 实际工程应用  41-51
  4.1 CPH-I 软件在确定结构面空间位置方面的应用  41-45
    4.1.1 龙滩水电站的工程概况  41-42
    4.1.2 主变室下游边墙的位置和主要结构面探测  42-45
  4.2 CPH-Ⅱ及CPH-Ⅲ软件的应用  45-51
    4.2.1 南湾水库工程概况  45
    4.2.2 程序计算结果  45-50
    4.2.3 若干建议  50-51
5 结论  51-53
  5.1 结论  51
  5.2 展望  51-53
致谢  53-54
参考文献  54-58
攻读硕士学位期间论文发表情况  58-59
详细摘要  59-69

坐标投影作图法的计算机化及其在结构面和块体稳定分析中应用

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