(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210733463.3 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 西安理工大 学 地址 710048 陕西省西安市碑林区金花 南 路5号 (72)发明人 李宏儒　强春鹏　党彤　李佳琪　 (74)专利代理 机构 西安弘理专利事务所 61214 专利代理师 涂秀清 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06T 17/05(2011.01) (54)发明名称 基于三维建模的尾矿库渗 流计算方法 (57)摘要 本发明公开的基于三维建模的尾矿库渗流 计算方法， 采用Auto  CAD与MIDAS  GTS NX协同建 模的方式， 先用Auto  CAD对尾矿库原始三维地形 图中的高程点坐标和尾矿库设计图中的坝体线 框进行数据提取， 再将提取的数据导入MIDAS   GTS NX实现由点生成三维地表和坝体线框生成 坝体， 最后采用地质勘探孔资料生成地表以下不 同岩层的分界曲面， 由不同地层分界曲面生成地 层三维模型。 从建模到渗流计算以真实的三维坐 标为依据， 确保水域范围和水位高度的准确性， 可以得到真实的渗流流量和渗流范围， 为实际工 程提供技术支撑。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 115099092 A 2022.09.23 CN 115099092 A 1.基于三维建模的尾矿库渗 流计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 将尾矿库 地形图中高程点坐标导入MIDAS  GTS NX中生成三维曲面， 得到尾矿库 三维地表图形； 步骤2、 通过Auto  CAD将尾矿库设计图中的坝体线框导入MIDAS  GTS NX中扩展生成实 体， 采用步骤1得到的尾矿库三维地表图形切割实体得到尾矿库三维坝体模型； 步骤3、 根据勘察钻孔的坐标和不同地层的深度建立各个地层的分界曲面， 由步骤1得 到的尾矿库三维地表图形和各个地层的分界曲面扩展分割生成三维地层模型； 步骤4、 对步骤2得到的尾矿库三维坝体模型和步骤3得到的三维地层模型赋予材料参 数并进行网格划分使得 所有节点耦合， 网格划分完毕后对网格进行属性匹配； 步骤5、 添加网格和渗 流边界条件至分析工况模型进行渗 流计算， 提取渗 流计算结果。 2.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤1 具体为： 在Auto  CAD中将尾矿库地形图中200个以上高程点的坐标导出至Excel表格中， 再 将高程点坐标导入MIDAS  GTS NX中生成三维曲面， 该三维曲面即为尾矿库三维地表图形。 3.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤2 具体为： 通过Auto  CAD仅保留尾矿库设计图中的坝体线框， 再将线框导入MIDAS  GTS NX中， 将坝体线框做延伸使线框两端穿过尾矿库三 维地表图形， 采用两点矢量方法将线框按照顺 序依次扩展成面， 再将扩展生成的面沿竖直方向进行扩展生成实体， 实体底部低于三维地 表面图形， 最后用三维地表面图形切割生成的实体， 将三 维地表面图形以下部分实体删除， 仅保留三维地表面图形以上部分， 得到尾矿库三维坝体模型。 4.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤3 具体为： 根据勘察钻孔的坐标和不同地层的深度建立各个地层的分界曲面， 根据各个钻孔 处岩层的风化程度将三维地表面图形沿竖直方向扩展生成实体， 实体底部低于最下方地层 的分界曲面， 再用各个地层的分界曲面对三维地表面图形扩展生成的实体进行切割， 得到 三维地层模型。 5.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤4 中赋予的材 料参数包括 容度、 渗透系数和贮水率。 6.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤4 中进行网格划分具体为： 将 尾矿库三 维坝体模型各个部 分与三维地层 模型进行印刻连接处 理。 7.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤4 中网格划分完 毕后建立网格属性并对网格进 行属性匹配， 具体为： 建立网格属性为3D属性， 网格命名与材料保持一致， 材料选择为与网格对应的实体材料， 材料坐标系设置为整体直 角。 8.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤5 中的渗流边界条件包括上游边界条件和下游边界条件， 上游边界条件根据干摊后方实际水 域在分析工况模型中对应部位施加， 边界设置为节点水头， 水头高度采用与实际工况相匹 配的总水头或压力水头； 下游边界条件为自由出流 边界， 施加方式为节点施加。 9.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤5 中的分析工况模型设置为稳态渗 流。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115099092 A 210.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法， 其特征在于， 所述步骤5 中的渗流计算结果包括渗流流量、 渗流流线、 渗流流速、 渗流范围以及浸润面， 渗流流量采 用下式进行计算： 式中： Δn为平面单元； ks为平面单元外法向渗透系数； 为水力坡降； dSn为单元的面 积。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115099092 A 3