[发明专利]一种计算节理锥及块体稳定性的可视化方法

权利要求书

1.一种块体稳定性的可视化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S001，计算块体的节理锥；

S002，判断块体的可移动状态；

S003，当块体是可移动状态且无平行面时，绘制该节理锥的平衡区域图；

S004，动态绑定平衡区域图的区域和三维块体的面，当用户在平衡区域图上任意选择一个合力位置时，光标所在的区域和相应的块体滑动面高亮显示。

2.根据权利要求1所述的块体稳定性的可视化方法，其特征在于，S001中，计算块体的节理锥具体包括：

S101，获取块体的节理面的法向量的相反向量N_i；

S102，计算以N_i为法向量且过原点的平面P_i；

S103，计算任意两个平面P_i/P_j的交线，并取交线上两个相反向量E_ij和-E_ij；

S104，依次为向量E_ij/-E_ij执行S105，所有向量检测完成后执行S106；

S105，分别检测向量E_ij/-E_ij是否在除平面P_i和P_j外所有平面的上半空间，如是则保存到结果R中，否则忽略；

S106，如果结果R不为空，则执行S107，否则执行S108；

S107，块体在几何空间上可移动，按交向量的相邻平面排序使交向量及平面首尾相连，构建完成节理锥，算法结束；

S108，块体在几何空间上不可移动，算法结束。

3.根据权利要求1所述的块体稳定性的可视化方法，其特征在于，S004中，动态绑定平衡区域图的区域和三维块体的面，具体包括：

S201，按法线对块体的面进行分组，按每个法线创建节理面，生成节理锥，建立三维块体与节理锥棱锥体之间的关系；

S202，按块体节理锥绘制平衡区域图；

S203将平衡区域图中各编号区域映射到节理锥上，间接建立区域与块体面之间的关系；

S204，通过光标位置计算合力，判断当前光标在哪个编号区域。

4.根据权利要求1所述的块体稳定性的可视化方法，其特征在于，S004还包括：检查合力是否在平衡区域图的指定区域内，具体包括：

S301，获取平衡区域图中当前区域对应的三维凸锥；

S302，循环凸锥的面，判断合力向量是否在凸锥内；

S303，判断凸锥是否还有未判断的面，如果有，执行S304，否则，执行步骤305；

S304，判断合力是否在当前面的下半空间，如果是，则合力不在当前凸锥中，算法结束，否则，返回S303；

S305，合力在凸锥内，算法结束。

5.根据权利要求1所述的块体稳定性的可视化方法，其特征在于，S004还包括：识别滑动模式，获取滑动面的索引，将滑动面对应到块体的面，根据滑动面高亮块体的面。

6.根据权利要求5所述的块体稳定性的可视化方法，其特征在于，将滑动面对应到块体的面，具体包括：

S401，设定单位向量数组N保存法向量，向量索引数组NI保存每个面的向量索引，索引数组NI，最大值为数组N的长度；

S402，每输入一个新向量，遍历数组N中是否有平行的向量，如果有，则执行S403，否则执行S404；

S403，假定第i个向量与新输入向量平行，数组NI对应位置保存i，代表使用相同的向量索引；

S404，将新输入向量保存到数组N，并在NI对应位置保存数组N的长度，代表新输入向量的索引。

7.根据权利要求1所述的块体稳定性的可视化方法，其特征在于，S004还包括：用法线标记块体的面，使块体的面和节理锥的面对应。