前段時間要做一個關於邊坡穩定性的有限元分析，由於對ansys軟件不熟，加之也沒有三維邊坡的建模經驗，一開始感覺挺復雜的。如果按照傳統的建模步驟，即先連等高線，做相應的線處理，再通過DXF2ANSYS程序生成lgw文件導入ansys，自底向上建立模型，工作量還是相當大的。關鍵是生成了許多小的實體，那么后面再引入開挖，加固等工程措施，體的相交切分就很麻煩了，這樣一來建好一個模型要花費大量時間。所以，就沒有按着這個思路來做。
網上有一些經驗帖子介紹了ansys邊坡快速建模的方法，試過，實體少，模型擬合的也挺好，對於只計算天然邊坡工況是可取的。不過有個缺點就是，建好的模型不好再進行二次“加工”。比如說我要對它進行開挖，那么布爾運算時，會很卡，經常死機。只好嘗試其他方法了。既然ansys建這種大曲面不理想，何不采用CAD軟件建模，再導入ansys呢？（不復雜的模型，不建議導來導去，可能會丟失信息，畢竟ansys建模功能還是挺強大的。）
沿着這個思路，最終找到了一個解決辦法。先提取散點數據，導入surfer規整，再運用catia的curve命令擬合成曲面，最后導入ansys。方法不是太好，拿出來分享，希望有同仁能夠分享更好的方法，促進大家共同學習進步。
1. 整理地形圖
將地形圖與地質剖面圖整合，得到各地層信息。我一般習慣用DXF2XYZ提取點雲數據。
2. 擬合曲面
上述點雲數據，可以直接在catia中建立曲面模型。不過有一點要注意，數據點太少的話，局部會出現突兀現象。通過這種方法得到的曲面，一般還得再切分出邊界。主要步驟：在catia中打開逆向點群編輯Digitized Shape Editor →導入數據Impute →建立網格Mesh Creation →逆向曲面重建 →將Mesh網格轉換為自動曲面Automatic Surface 。下圖是之前做過的一個三維地形圖。
Figure1 Catia三維成圖
還一種方法是通過surfer將上述點雲數據規整，擬合曲面並生成n行×m列數據。在catia安裝目錄找到GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls文件，按照格式准備好要用的Excel文件，可以自己編個小程序批處理。打開catia的part窗口，在Excel中點擊視圖→宏→查看宏→選Feuil1.Main，按提示進行擬合。
Figure2 Surfer成圖
Figure3 Catia曲面圖
3. 導入ansys
由上述建立的曲面模型（不建議建完實體，導入后會默認為一個實體），導入ansys，低版本的可能會出錯，我用的是catiav5R21，ansys14.5.導入成功后就可以進行下一步的“加工”了。
Figure4 ansys實體模型
這樣，原來復雜的等高線及剖面線圖，經轉換后就只有幾塊地層實體了，對於賦材料也相對簡單多了。而且通過形成整張圖面，同時也避免了小塊面在面面接合處引起的奇異（不能平滑過渡）。
4. 施工邊坡的建模
上述建完天然邊坡實體模型后，接下來主要是自頂向下建立施工邊坡，要用到布爾運算，需要注意的是應當盡量減少布爾運算。由於加減、搭接、粘結等操作往往會形成許多不規則實體，這是我們不願看到的，后期畫網格也是相當麻煩，而且網格質量不易保證。因此事先理清建模的先后順序是十分必要的。有一個想法，就是在不影響計算准確度的前提下，自動將一些尺寸相對很小的實體與相鄰實體合並，包括面線合並。