高切坡三维可视化模型的建立及用于稳定性分析研究

高切坡是各类工程建设中因开挖形成的高陡边坡。其稳定性往往直接关系到建设工程和当地受影响人民群众的生命财产安全。本项目主要研究基于三维空间位移场的高切坡可视化模型建立方法及在稳定性分析等方面的应用，具有较强的理论与实践意义。项目组以三峡库区典型高切坡为实例，在已有相关研究积累基础上，首先对高切坡三维可视化建模的有效方法进行研究，提出适用于三峡库区高切坡类型的面体混合模型及具体建模方法；其次，在分析大量高切坡勘测、设计、钻孔和监测等数据基础上，提出面向稳定性和险情预警分析的高切坡三维空间位移场概念，研究基于高切坡三维模型和理论应力场的三维位移场反演方法；最后，研究建立基于高切坡空间三维位移场为主因子的稳定性和险情预警分析方法。

本项目主要研究内容分为两部分：一是高切坡三维可视化模型，二是高切坡稳定性分析方法。. 针对高切坡三维可视化的研究内容，提出了集成地上-地表-地下一体化的高切坡三维可视化表达模型，研究了地上-地表-地下多源三维空间对象的数据格式、格式转换、存储结构、三维空间对象可视化方法、一体化坐标系统的建立与坐标变换等关键技术，并使用C#和OpenGL开发了原型系统，实现了地上-地表-地下三维空间对象一体可视化表达、浏览、查询、剖面分析等核心功能。. 针对高切坡稳定性分析的研究内容，在分析大量高切坡勘测、设计、钻孔和监测等数据基础上，提出面向稳定性和险情预警分析的高切坡三维空间位移场概念，采用基于有限元分析的应力数值计算法，基于高切坡三维模型和理论应力场的三维位移场反演方法，建立了基于高切坡空间三维位移场为主因子的稳定性和险情预警分析方法。. 通过本项目研究，构建了一体化高切坡三维可视化模型，实现了高切坡三维空间位移场反演方法；建立和发展了基于高切坡三维空间位移场和三维可视化模型的高切坡稳定性分析方法与预警方法，为高切坡稳定性分析与灾害预警探索一条具有较强理论性、科学性和实用性的新途径，丰富了高切坡稳定性分析和险情预警的理论方法。