CN115114706A - 边坡的设计方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种边坡的设计方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其中，所述方法包括：获取与所述边坡相关的第一数据、第二数据和第三数据；基于所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；所述第一模型表征所述边坡的特征属性；所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性；对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型；根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。

Description

边坡的设计方法、装置、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明属于高边坡建模技术和结构分析领域，涉及一种边坡的设计方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在新基建的政策引领下，建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)技术凭借其出色的数字化集成管理能力、多元化模型可视化呈现等优势，成为了工程行业研究与应用拓展的前沿技术手段，并且被认为是提高工程行业信息化水平的关键技术。目前BIM技术已经在国内外众多项目中进行落地，在可视化指导施工、工程算量、协同管理等方面取得了一定的应用成果，但作为工程设计领域核心的结构物力学计算层面，还尚未与BIM技术实现较好的融合，导致BIM技术在工程领域的应用始终无法形成闭环，无法发挥其全生命周期管控优势。

在铁路高边坡设计领域中，有限单元法(Finite Element Method，FEM)，又称有限元法或有限元素法，采用有限单元法进行边坡的稳定性计算是必不可少的，但由于边坡所处地质环境复杂，设计措施多样化，具有模型不规则的特征，边坡数字孪生模型创建难度相对较大，且现阶段所创建的边坡BIM模型无法服务于基于有限元的边坡稳定性检算，没有实现“一模多用”目的，降低了边坡设计效率。

因此，运用一种基于BIM及FEM技术融合的高边坡设计模型检算方法，实现BIM技术在边坡设计阶段的运用，填补BIM技术全生命周期应用的缺口，实现全流程应用闭环，是有十分重大意义的。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种边坡的设计方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种边坡的设计方法，所述方法包括：

获取与所述边坡相关的第一数据、第二数据和第三数据；

基于所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；所述第一模型表征所述边坡的特征属性；所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性；

对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型；

根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。

在上述方案中，所述方法还包括：

对所述设计模型进行简化处理，得到分析模型；所述分析模型用于验证所述设计模型的稳定性。

在上述方案中，所述方法还包括：

对所述分析模型进行稳定性验证处理，确定所述分析模型对应的安全系数；

基于所述安全系数确定所述分析模型的稳定性；所述稳定性表征所述分析模型的稳定程度。

在上述方案中，所述方法还包括：

获取与所述边坡相关的第四数据，所述第四数据表征所述边坡的线路信息；

基于所述第四数据，确定所述边坡的线路中线；

基于所述线路中线和所述第一数据，确定所述第一模型；

基于所述线路中线和所述第二数据，确定所述第二模型；

基于所述第一模型和所述第三数据，确定所述第三模型。

在上述方案中，所述对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型，包括：

采用所述第二模型对所述第一模型进行预设算法处理，得到具备地质属性的所述第一模型。

在上述方案中，所述对所述设计模型进行简化处理，得到分析模型，包括：

对所述第三模型进行简化处理，得到第四模型和第五模型；

根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第四模型和所述第五模型确定所述分析模型。

其中，所述第四模型表征所述构件的形状为非柱体；所述第五模型表征所述构件形状为柱体。

在上述方案中，所述基于所述线路中线和所述第二数据，确定所述第二模型，包括：

根据所述第二数据，获取所述边坡所处的地质的控制点的坐标数据；

对所述坐标数据进行数据增强处理，得到增强后的所述坐标数据；

对增强后的所述坐标数据进行拟合处理，得到所述边坡的地质层面；

对所述地质层面进行切割处理，得到所述第二模型。

在上述方案中，所述方法还包括：

对所述分析模型进行分类处理，得到三维模型和二维模型；

将所述三维模型按照第一预设形式导出，得到第一格式文件；

将所述二维模型按照第二预设形式导出，得到第二格式文件；

其中，所述第一格式文件表征三维格式文件；所述第二格式文件表征二维格式文件。

在上述方案中，所述方法还包括：

基于所述第一格式文件，导入所述三维模型；

基于所述第二格式文件中的二维坐标，导入所述二维模型。

在上述方案中，所述基于所述安全系数确定所述分析模型的稳定性，包括：

判断所述安全系数是否大于预设阈值，得到判断结果；

在所述判断结果表明所述安全系数大于所述预设阈值的情况下，确定所述分析模型的稳定性。

本发明实施例提供一种边坡的设计装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取与所述边坡相关的第一数据、第二数据和第三数据；

第一确定模块，用于基于所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；所述第一模型表征所述边坡的特征属性；所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性；

叠加模块，用于对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型；

第二确定模块，用于根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。

本发明实施例提供一种边坡的设计设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法中的任一步骤。

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的任一步骤。

本发明实施例提供的一种边坡的设计方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其中，所述方法包括：获取与所述边坡相关的第一数据、第二数据和第三数据；基于所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；所述第一模型表征所述边坡的特征属性；所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性；对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型；根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。采用本发明实施例的技术方案，通过获取与所述边坡相关的数据，实现了快速构建所述边坡的设计模型，并实现了参数化改变所述设计模型的形式；通过对具有地质属性的所述第一模型进行构建，实现了对数据的集成管理；通过将BIM建模得到的所述设计模型直接应用于有限元分析，极大地提高边坡有限元分析的前处理效率，并建立具有高精度的有限元分析模型。

附图说明

图1为本发明实施例相关技术中BIM模型对边坡的表示形式示意图；

图2为本发明实施例边坡的设计方法实现流程示意图；

图3为本发明实施例边坡的设计方法用于创建第一模型的实例数据示意图；

图4为本发明实施例边坡的设计方法第二模型的创建工具示意图；

图5为本发明实施例边坡的设计方法第一模型示意图；

图6为本发明实施例边坡的设计方法第二模型示意图；

图7为本发明实施例边坡的设计方法第三模型示意图；

图8为本发明实施例边坡的设计方法具有地质属性的所述第一模型示意图；

图9为本发明实施例边坡的设计方法设计模型示意图；

图10为本发明实施例边坡的设计方法高边坡模型的稳定性验证结果示意图；

图11为本发明实施例边坡的设计方法将设计模型导入有限元软件中的操作方法及结果示意图；

图12为本发明实施例边坡的设计方法基于BIM及FEM技术融合的高边坡设计模型验证方法的流程示意图；

图13为本发明实施例边坡的设计装置的组成结构示意图；

图14为本发明实施例边坡的设计设备的一种硬件实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

相关技术中，图1为本发明实施例相关技术中BIM模型对边坡的表示形式示意图，如图1所示，通常采用Bentley系列软件对所述边坡进行建模，所述Bentley系列软件包括三维参数化建模、曲面和实体造型、管线建模、设施规划、GIS映射、3D HVAC建模等功能模块。采用Bentley创建的边坡模型具备以下特征：a.具有充分的非几何信息描述高边坡的属性；b.构件与构件之间的布尔关系处理不严谨；c.边坡坡面及平台仅为单层面结构，不具备地质信息。采用Bentley创建的边坡模型具备的特征导致创建的边坡BIM模型存在无法应用于有限元分析的局限性问题。

本实施例提出一种边坡的设计方法，该方法应用于边坡的设计设备，该方法所实现的功能可以通过边坡的设计设备中的处理器调用程序代码来实现，当然程序代码可以保存在计算机存储介质中，可见，该计算设备至少包括处理器和存储介质。

图2为本发明实施例边坡的设计方法实现流程示意图，如图2所示，该方法包括：

步骤S201：获取与所述边坡相关的第一数据、第二数据和第三数据。

本发明实施例的边坡的设计方法可应用于设备中；作为一种实施方式，所述设备可以是电子设备，例如电脑等；在所述设备中可以安装有三维建模软件，所述三维建模软件可以包含但不限于：Revit系列软件、Bentley系列软件、三维CAD软件(AutoCAD)、CATIA等。其中，所述Revit是Autodesk公司一套系列软件的名称，Revit系列软件是为建筑信息模型(BIM)构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑，Revit是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一。所述设备中还可以安装有限元分析软件，所述有限元分析软件包含但不限于：ABAQUS软件、ANSYS软件、ADINA软件、MSC软件。其中，所述ABAQUS软件是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子等材料。

所述边坡的设计方法可以是边坡BIM设计方法，作为一种示例，所述边坡BIM设计方法可以是基于BIM及FEM技术融合的边坡设计方法。

所述第一数据表征所述边坡的特征属性信息，作为一种示例，所述边坡的特征属性信息可以是所述边坡每一里程断面处的设计信息，所述边坡每一里程断面处的设计信息至少可以包括所述边坡的边坡级号、所述边坡的坡面信息及所述边坡的平台信息。其中，所述坡面信息至少可以包括所述边坡坡面的坡高和所述边坡坡面的坡度，所述平台信息至少可以包括所述边坡平台的平台宽和所述边坡平台的坡度。

为了方便理解，这里示例说明，图3为本发明实施例边坡的设计方法用于创建第一模型的实例数据示意图，如图3所示，所述边坡在断面里程为K1+300时的设计信息包括所述边坡的边坡级号、所述边坡的坡面信息及所述边坡的平台信息。其中，所述坡面信息包括所述边坡坡面的坡高和所述边坡坡面的坡度，所述平台信息包括所述边坡平台的平台宽和所述边坡平台的坡度。

所述第二数据表征所述边坡所处的地质属性信息，作为一种示例，所述边坡所处的地质属性信息可以是所述边坡所处的地质的地质剖面图，所述地质剖面图至少可以包括地质面层数、断面数量、地质实体容差和地质剖面线。

为了方便理解，这里示例说明，图4为本发明实施例边坡的设计方法第二模型的创建工具示意图，如图4所示，所述边坡所处的地质属性信息包括地质面层数、断面数量、地质实体容差和地质剖面线。

所述第三数据表征所述边坡所需支护的构件属性数据，作为一种示例，所述边坡所需支护的构件属性数据可以是为保证边坡结构施工及边坡周边环境的安全，对边坡及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的属性数据。所述边坡所需支护的构件至少可以包括锚杆、挡墙、框架梁、抗滑桩等支护设施。

步骤S202：基于所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；所述第一模型表征所述边坡的特征属性；所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性。

本实施例中，所述第一模型表征所述边坡的特征属性可以理解为所述边坡每一里程断面处的特征属性。作为一种示例，所述边坡的特征属性可以是所述边坡的边坡级号特征属性，所述坡面的坡面特征属性及所述边坡的平台特征属性。其中，所述边坡的坡面特征属性包括所述边坡坡面的坡高特征属性和所述边坡坡面的坡度特征属性，所述边坡的平台特征属性包括所述边坡平台的平台宽特征属性和所述边坡平台的坡度特征属性。

所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性可以理解为所述边坡所处地质的地球质地状况属性，作为一种示例，所述边坡所处的地质属性可以是所述边坡所处的地质层属性，所述地质层可以是在地质历史上某一时代形成的层状岩石，是地壳中具一定层位的一层或一组岩石。

所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性可以理解为所述边坡所需支护的构件是为保证边坡结构施工及边坡周边环境的安全，对边坡及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。作为一种示例，所述边坡所需支护的构件至少可以包括锚杆、挡墙、框架梁、抗滑桩等支护设施。

确定所述第一模型可以为将所述第一数据导入三维建模软件生成二次开发的第一模型。作为一种示例，所述第一模型可以是Revit上二次开发实现的具备边坡特征属性的模型。所述第一数据可以由设计人员设计后得到有关所述边坡特征属性要素数据，可以由设计人员设计后得到有关所述边坡每一里程断面处所述边坡的边坡级号、所述边坡的坡面信息及所述边坡的平台信息等有关所述边坡特征属性要素数据，将其导入Revit自动生成所述第一模型。

为了方便理解，这里示例说明，图5为本发明实施例边坡的设计方法第一模型示意图，如图5所示，所述第一模型为根据第一数据确定的第一模型。

确定所述第二模型可以为将所述第二数据导入三维建模软件生成二次开发的第二模型。作为一种示例，所述第二模型可以是Revit上二次开发实现的具备所述边坡所处的地质属性的模型。所述第二数据可以由地质专业的人员提供有关所述边坡所处的地质属性要素数据，设计人员接收地质专业的人员提供有关所述边坡所处的地质的地质剖面图，所述地质剖面图至少可以包括地质面层数、断面数量、地质实体容差和地质剖面线等有关所述边坡所处的地质属性要素数据，将其导入Revit自动生成所述第二模型。

为了方便理解，这里示例说明，图6为本发明实施例边坡的设计方法第二模型示意图，如图6所示，所述第二模型为根据第二数据确定的第二模型。

确定所述第三模型可以为将所述第三数据导入三维建模软件生成二次开发的第三模型。作为一种示例，所述第三模型可以是Revit上二次开发实现的具备所述边坡所需支护的构件属性的模型。所述第三数据可以由设计人员根据实际需要确定有关所述边坡所需支护的构件属性要素数据，可以由设计人员根据实际需要确定有关所述边坡所需支护的锚杆、挡墙、框架梁、抗滑桩等支护设施属性要素数据，将其导入Revit自动生成所述第三模型。

为了方便理解，这里示例说明，图7为本发明实施例边坡的设计方法第三模型示意图，如图7所示，所述第三模型为根据第三数据确定的第三模型。

步骤S203：对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型。

本实施例中，在对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理的操作中，引用了逻辑运算方法以使简单的模型组合产生新的模型，所述第一模型和所述第二模型在进行逻辑运算方法后随时可以对两个运算对象进行修改操作，得到具有严谨布尔关系的具备地质属性的所述第一模型。

为了方便理解，这里示例说明，图8为本发明实施例边坡的设计方法具有地质属性的所述第一模型示意图，如图8所示，所述具有地质属性的所述第一模型为根据所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理得到。

步骤S204：根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。

本实施例中，图9为本发明实施例边坡的设计方法设计模型示意图，如图9所示，所述设计模型根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定得到，其中，所述具备地质属性的所述第一模型通过对所述第一模型与所述第二模型进行叠加得到；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性。

本发明实施例提供的一种边坡的设计方法，所述方法通过所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型；根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。采用本发明实施例的技术方案，通过获取与所述边坡相关的数据，实现了快速构建所述边坡的设计模型，并实现了参数化改变所述设计模型的形式；通过对具有地质属性的所述第一模型进行构建，实现了对数据的集成管理；通过将BIM建模得到的所述设计模型直接应用于有限元分析，极大地提高边坡有限元分析的前处理效率，并建立具有高精度的有限元分析模型。

在本发明的一种可选实施例中，所述方法还包括：

对所述设计模型进行简化处理，得到分析模型；所述分析模型用于验证所述设计模型的稳定性。

本实施例中，所述分析模型至少具有以下特性：a.具备地质属性的边坡特征属性模型；b.锚杆等柱体形状的构件为线模型，挡墙、框架梁、抗滑桩等非柱体形状的构件为实体模型；c.多个模型之间的布尔关系绝对严谨正确。将所述边坡的设计模型经过简化后得到所述边坡的分析模型，通过将所述分析模型直接应用于有限元分析，对所述边坡的分析模型进行边坡稳定性验证，实现了一模多用的效果。

在本发明的一种可选实施例中，所述方法还包括：

对所述分析模型进行稳定性验证处理，确定所述分析模型对应的安全系数；

基于所述安全系数确定所述分析模型的稳定性；所述稳定性表征所述分析模型的稳定程度。

本实施例中，所述稳定性验证处理方法可以根据实际情况确定，在此不做限定。作为一种示例，所述稳定性验证处理方法可以将所述分析模型导入至有限元软件中，并采用强度折减法进行边坡稳定性分析，所述有限元软件可以是ABAQUS软件；采用所述强度折减法进行边坡稳定性分析的基本思路是改变材料参数直至极限平衡状态，ABAQUS软件中没有直接提供强度折减法，但材料参数可以随场变量变化，即间接地实现强度参数折减法。具体步骤为：

(1)在ABAQUS软件中定义一个场变量(Field Variable)，即强度折减系数Fr(或安全系数Fs)；

(2)指定场变量的变化范围，可初步判断边坡安全系数来确定场变量的取值区间，若存在安全系数Fs<1的可能，为保证能得到安全系数，可适当放大强度，取初始场变量小于1，并线性增加；

(3)设置随场变量变化的材料参数，如土体的粘聚力和摩擦角；

(4)数值计算结束后，按边坡失稳判定标准来提取滑动面和安全系数。

确定所述分析模型对应的安全系数的过程可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，将所述分析模型导入Abaqus软件后，进行边坡稳定性计算分析，主要包括以下步骤：

(1)材质赋予，所述材质的类型可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，可以对所述分析模型赋予混凝土材料；

(2)网格划分，所述网格的大小可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，可以根据结果的精度要求、分析的时间要求和分析设备的计算能力确定所述网格的大小；

(3)边界条件赋予，所述边界条件可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，可以限制所述分析模型底部三个方向的位移、左右两面的x向位移、前后两面的y向位移；

(4)分析步设置，所述分析步可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，可以包括地应力平衡分析步、强度折减分析步；

(5)提交作业，根据所述提交作业，得到所述安全系数的输出结果，图10为本发明实施例边坡的分析方法高边坡模型的稳定性验证结果示意图，如图10所示，所述边坡的安全系数可以为计算结束时的最大场变量(Field Variable，FV)。

所述稳定性与所述分析模型的稳定程度的对应关系可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，所述安全系数越大，对应的所述稳定性越好，对应所述分析模型的稳定程度越高；所述安全系数越小，对应的所述稳定性越差，对应所述分析模型的稳定程度越低。

在本发明的一种可选实施例中，所述方法还包括：

获取与所述边坡相关的第四数据，所述第四数据表征所述边坡的线路信息；

基于所述第四数据，确定所述边坡的线路中线；

基于所述线路中线和所述第一数据，确定所述第一模型；

基于所述线路中线和所述第二数据，确定所述第二模型；

基于所述第一模型和所述第三数据，确定所述第三模型。

本实施例中，所述第四数据表征所述边坡的线路信息可以理解为所述边坡中线路的位置信息，作为一种示例，所述边坡的线路信息可以是表征所述边坡线路位置的控制点，所述边坡线路位置的控制点由线路专业人员根据所述边坡的设计图获取得到。

基于所述第四数据，确定所述边坡的线路中线可以为，由线路专业的人员提供有关边坡的线路信息要素数据，导入三维建模软件生成二次开发的路线模型。作为一种示例，所述路线模型可以是Revit上二次开发实现的具备路线功能的模型。设计人员接收线路专业的人员提供的有关边坡设计图，所述有关边坡设计图包括所述边坡线路位置的控制点等路线信息要素，将其导入Revit自动生成路线模型。

对所述Revit软件进行二次开发的方法可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，在Visual Studio 2019环境中，基于C#编程语言，采用.NET Framework 4.7.2综合解决工具，融合调用Revit Api与Dynamo提供的动态链接库，进行Revit2020软件的二次开发。

基于所述Revit自动生成路线模型方法可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，采用Dynamo动态链接库中的NurbsCurve.ByControlPoints函数进行线路中线的创建，首先由线路专业人员根据所述边坡的设计图获取所述边坡线路位置的控制点，将所述获取的控制点转换为Dynamo的Point，进一步给定Nurbs曲线的阶数，运用NurbsCurve.ByControlPoints函数即可生成线路中线。

基于所述线路中线和所述第一数据，确定所述第一模型可以为，在创建的所述线路中线基础上，所述第一模型可以是Revit上二次开发实现的具备边坡特征属性的模型，通过Excel存储由设计人员设计后得到的有关所述边坡每一里程断面处所述边坡的边坡级号、所述边坡的坡面信息及所述边坡的平台信息等有关所述边坡特征属性要素数据，将其导入Revit自动生成所述第一模型。

基于所述线路中线和所述第二数据，确定所述第二模型可以为，在创建的所述线路中线基础上，所述第二模型可以是Revit上二次开发实现的具备所述边坡所处的地质属性的模型，设计人员接收地质专业的人员提供有关所述边坡所处的地质的地质剖面图，所述地质剖面图至少可以包括地质面层数、断面数量、地质实体容差和地质剖面线等有关所述边坡所处的地质属性要素数据，将其导入Revit自动生成所述第二模型。

基于所述第一模型和所述第三数据，确定所述第三模型可以为，在创建的所述第一模型基础上，所述第三模型可以是Revit上二次开发实现的具备所述边坡所需支护的构件属性的模型。所述第三数据可以由设计人员根据实际需要确定有关所述边坡所需支护的构件属性要素数据，可以由设计人员根据实际需要确定有关所述边坡所需支护的锚杆、挡墙、框架梁、抗滑桩等支护设施属性要素数据，将其导入Revit自动生成所述第三模型，实现了边坡支护设施的参数化快速创建。

在本发明的一种可选实施例中，所述对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型，包括：

采用所述第二模型对所述第一模型进行预设算法处理，得到具备地质属性的所述第一模型。

本实施例中，所述预设算法可以根据实际情况确定，在此不做限定。作为一种示例，所述预设算法可以是布尔运算，对所述第一模型与所述第二模型进行布尔运算，采用所述第二模型对所述第一模型取布尔差集的方式，即可获得具备地质属性的所述第一模型。

在本发明的一种可选实施例中，所述对所述设计模型进行简化处理，得到分析模型，包括：

对所述第三模型进行简化处理，得到第四模型和第五模型；

根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第四模型和所述第五模型确定所述分析模型。

其中，所述第四模型表征所述构件的形状为非柱体；所述第五模型表征所述构件形状为柱体。

本实施例中，所述替换处理的方法可以根据实际情况确定，在此不做限定。作为一种示例，所述替换处理的方法可以是采用替换族库的方法，将所述第三模型中需要进行替换的构件进行相应的简化，形成待导出至ABAQUS软件的分析模型，所述需要进行替换的构件主要针对在所述第三模型为实体模型，而在FEM分析中采用线性单元模型表示的锚索等构件，采用替换族库的方法对所述需要进行替换的构件进行批量替换简化，其中，所述第三模型中不需要进行替换的构件经过替换处理后，得到第四模型；所述第三模型中需要进行替换的构件经过替换简化后，得到第五模型。

所述第四模型表征所述构件的形状为非柱体可以理解为所述构件的形状为不完全由直径和构件高度组成的非柱体。作为一种示例，不完全由直径和构件高度组成的非柱体形状的构件可以是挡墙、框架梁、抗滑桩等。对所述非柱体形状的构件进行简化，可以得到与所述第三模型相对应的实体模型。

所述第五模型表征所述构件形状为柱体可以理解为所述构件的形状为完全由直径和构件高度组成的柱体。作为一种示例，完全由直径和构件高度组成的柱体形状的构件可以是锚杆等。对所述柱体形状的构件进行简化，可以得到与所述第三模型相对应的线模型。

在本发明的一种可选实施例中，所述基于所述线路中线和所述第二数据，确定所述第二模型，包括：

根据所述第二数据，获取所述边坡所处的地质的控制点的坐标数据；

对所述坐标数据进行数据增强处理，得到增强后的所述坐标数据；

对增强后的所述坐标数据进行拟合处理，得到所述边坡的地质层面；

对所述地质层面进行切割处理，得到所述第二模型。

本实施例中，根据所述第二数据，获取所述边坡所处的地质的控制点的坐标数据可以为，所述地质的控制点至少包括各剖面线的控制点坐标和钻孔数据中的钻孔控制点坐标；地质专业的人员提供有关所述边坡所处的地质的地质剖面图，所述地质剖面图包括多条剖面线，采用地质剖面图与钻孔数据相融合的方法，获取各剖面线的控制点坐标，以及获取钻孔数据中的钻孔控制点坐标。

所述数据增强处理的方法可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，采用普通克里金插值对所述数据进行增强处理，对所述坐标数据进行数据增强处理，得到增强后的所述坐标数据可以为，采用普通克里金插值实现数据处理，得到增强后的所述坐标数据。其中，克里金插值的变异函数采用球形模型。

所述拟合处理的方法可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，采用Nurbs曲线对所述增强后的所述坐标数据进行拟合，对增强后的所述坐标数据进行拟合处理，得到所述边坡的地质层面可以为，对增强后的数据采用Nurbs曲线拟合，进而进行Nurbs曲面拟合，即可生成地质层面。

对所述地质层面进行切割处理，得到所述第二模型可以为，结合预设的第二模型范围，使用各地层面对所述第二模型范围的实体进行切割，最终生成所述第二模型。

在本发明的一种可选实施例中，所述方法还包括：

对所述分析模型进行分类处理，得到三维模型和二维模型；

将所述三维模型按照第一预设形式导出，得到第一格式文件；

将所述二维模型按照第二预设形式导出，得到第二格式文件；

其中，所述第一格式文件表征三维格式文件；所述第二格式文件表征二维格式文件。

本实施例中，所述分类的依据可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，依据所述分析模型是否为平面模型，将所述分析模型进行分类处理，得到三维模型和二维模型，将具有不同分类的构件模型按不同规则进行导出。

所述第一预设形式可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，将所述三维模型按照第一预设形式导出，得到第一格式文件可以是，采用Dynamo动态链接库中的DG.Geometry.ExportToSAT方法将所述三维模型按照最小单元依次导出，得到第一格式文件，每个所述第一格式文件对应一个实体单元模型。其中，所述第一格式文件表征三维格式文件，所述第一格式文件可以是.sat文件。

所述第二预设形式可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，将所述二维模型按照第二预设形式导出，得到第二格式文件可以是，采用dynamo编写代码，将所述二维模型按照最小单元依次导出，得到第二格式文件，每个所述第二格式文件对应一个线单元模型。其中，所述第二格式文件表征二维格式文件，所述第二格式文件可以是Excel数据。

在本发明的一种可选实施例中，所述方法还包括：

基于所述第一格式文件，导入所述三维模型；

基于所述第二格式文件中的二维坐标，导入所述二维模型。

本实施例中，导入所述三维模型的方法可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，基于所述第一格式文件，导入所述三维模型可以为，将所述每个第一格式文件对应的实体单元模型依次通过Abaqus的计算机辅助工程(Computer Aided Engineering，CAE)中导入部件的方式，完成所述三维模型的导入。

导入所述二维模型的方法可以根据实际情况确定，在此不做限定，作为一种示例，基于所述第二格式文件中的二维坐标，导入所述二维模型可以为，采用二次开发Abaqus的方法，读取所述第二格式文件，其中，所述第二格式文件可以是Excel数据表，所述Excel数据表与每个线单元模型对应，获取线单元模型的起点坐标和终点坐标，批量生成所述线单元模型，完成所述二维模型的导入。

图11为本发明实施例边坡的设计方法将设计模型导入有限元软件中的操作方法及结果示意图，如图11所示，将所述设计模型导入有限元软件包括以下内容：设置所述边坡的材料属性文件；设置所述边坡的三维模型组成文件；设置所述边坡的二维模型坐标组成文件。其中，所述二维模型可以是锚杆；三维模型可以是土层、混凝土结构和抗滑桩等。

在本发明的一种可选实施例中，所述基于所述安全系数确定所述分析模型的稳定性，包括：

判断所述安全系数是否大于预设阈值，得到判断结果；

在所述判断结果表明所述安全系数大于所述预设阈值的情况下，确定所述分析模型的稳定性。

本实施例中，所述预设阈值可以根据实际设计规范要求的情况确定，在此不做限定，作为一种示例，所述预设阈值可以是在所述边坡处于临滑极限状态的情况下，所述临滑极限状态对应的边坡稳定性，所述预设阈值可以是1.35。

判断所述安全系数是否大于预设阈值，得到判断结果可以为，判断所述安全系数是否大于1.35，在判断所述安全系数大于1.35的情况下，得到第一判断结果，所述第一判断结果表明所述安全系数大于所述预设阈值，根据所述安全系数确定所述分析模型的稳定性好；在判断所述安全系数小于1.35的情况下，得到第二判断结果，所述第二判断结果表明所述安全系数小于所述预设阈值，根据所述安全系数确定所述分析模型的稳定性差。

为了方便理解，这里示例出一种边坡的设计方法的实际应用场景，具体为，基于BIM及FEM技术融合的边坡设计方法，图12为本发明实施例边坡的设计方法基于BIM及FEM技术融合的高边坡设计模型验证方法的流程示意图，如图12所示，该方法包括以下步骤：

第一步：确定采用BIM+FEM对边坡进行稳定分析时，边坡模型的特点；

将基于BIM及FEM技术融合的边坡设计方法应用于对高边坡进行分析。

首先，分析BIM环境及FEM环境中高边坡模型的特点，并根据特点对BIM环境模型的创建方法进行开发与优化，实现高边坡模型的创建。分析采用Bentley创建的高边坡模型，其具备以下特征：a.具有充分的非几何信息描述高边坡的属性；b.多个构件模型之间的布尔关系处理不严谨；c.边坡坡面及平台仅为单层面结构，不具备地质信息。采用Abaqus软件进行高边坡结构稳定性检算所创建的模型需具备以下特征：a.布尔关系绝对严谨正确；b.高边坡模型需具备地质分层属性，坡体为实体结构；c.锚杆为线单元，挡墙、框架梁、抗滑桩等支护设施为实体单元。结合以上分析，确定BIM+FEM边坡稳定分析所创建的高边坡模型应具备以下特征：a.边坡为具备地质信息的实体模型；b.锚杆为线单元，挡墙、框架梁、抗滑桩等支护设施为实体单元；c.布尔关系绝对严谨正确。

第二步：进行Revit的二次开发，实现带有地质信息的边坡模型、支护设施模型的创建；

在Visual Studio 2019环境中，基于C#编程语言，采用.NET Framework 4.7.2综合解决工具，融合调用Revit Api与Dynamo提供的动态链接库，进行Revit2020软件的二次开发，实现所述设计模型的创建，所述设计模型至少所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型，所述具备地质属性的所述第一模型通过对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理得到。其中，所述第一模型表征所述高边坡模型；所述第二模型表征所述高边坡所处地质的地质模型；所述第三模型表征所述高边坡所需支护构件的支护设施模型所述具备地质属性的所述第一模型表征带有地质属性的高边坡模型；所述设计模型表征带有地质属性的高边坡实体以及支护设施总模型。其主要实现步骤如下：

步骤(2.1)创建线路中线：

所述线路中线用于控制高边坡位置及地质模型位置，以实现地质模型及高边坡模型的合并。采用Dynamo动态链接库中的NurbsCurve.ByControlPoints函数进行线路中线的创建。首先根据所述边坡的设计图获取所述边坡线路位置的控制点，将获取的控制点转换为Dynamo的Point，进一步给定Nurbs曲线的阶数，运用NurbsCurve.ByControlPoints函数即可生成线路中线。

步骤(2.2)创建高边坡模型：

在步骤(2.1)所创建的线路中线基础上，通过Excel存储每一里程断面处的设计信息，主要包括所述高边坡的边坡级号，坡面及平台信息等。通过Revit二次开发，实现高边坡模型的创建，得到所述高边坡模型。

步骤(2.3)创建支护设施模型：

在步骤(2.2)所创建高边坡模型基础上，进行高边坡支护设施的参数化快速创建，得到所述构建模型。

步骤(2.4)创建地质模型：

在步骤(2.1)所创建的线路中线基础上，采用地质剖面图与钻孔数据相融合的方法，所述地质剖面图包括各剖面线的控制点坐标，获取各剖面线的控制点坐标以及钻孔数据中的钻孔控制点坐标，采用普通克里金插值实现数据增强，其中克里金插值的变异函数采用球形模型，球形模型具体函数如公式(1)：

其中γ(h)表示变差函数值，c₀块金值，c为拱高，h为滞后距离，a为变程。

对增强后的数据采用Nurbs曲线拟合，进而进行Nurbs曲面拟合，即可生成地质层面。结合所给定地质模型范围，使用各地层面对地质模型范围实体进行切割，最终生成地质模型。

步骤(2.5)将个边坡模型与地质模型进行融合，实现带有地质属性的高边坡及支护设施模型的创建：

在步骤(2.2)所创建的高边坡模型及步骤(2.4)所创建的地质模型基础上，对高边坡模型与地质模型进行布尔运算，采用地质模型对高边坡模型取布尔差集的方式，即可获得带有地质属性的高边坡模型。将支护设施模型进行整合，即可获得带有地质属性的高边坡实体以及支护设施总模型。

第三步：在第二步中创建带有地质属性的高边坡及支护设施总模型中进行BIM模型非几何属性的附加，实现BIM模型信息集成。所述非几何属性主要包括所述高边坡所在的地层信息、地层编号及所述高边坡的力学性能等。

第四步：将第三步中的BIM模型进行相应的简化，形成待导出至ABAQUS软件的分析模型。所述分析模型至少所述具备地质属性的所述第一模型、所述第四模型和所述第五模型。其中，所述第四模型表征非柱体形状构件对应的实体模型；所述第五模型表征柱体形状构件对应的线模型；所述分析模型表征带有地质属性的高边坡实体以及支护设施简化后的总模型，所述分析模型用于验证所述设计模型的稳定性。

主要针对在BIM中为实体模型，而在FEM分析中采用线性单元模型表示的锚索等构件进行相应的简化，采用替换族库的方法对其进行批量替换简化，得到表征非柱体形状构件对应的实体模型，和表征柱体形状构件对应的线模型。

第五步：在步骤第四步的模型基础上，进行Revit二次开发，将具有不同分类的模型按不同规则进行导出，将所述实体模型按照最小单元导出为实体单元模型，将所述线模型按照最小单元导出为线单元模型，其中，所述实体单元模型导出为SAT格式文件，所述线单元模型导出为Excel坐标文件。

步骤(5.1)采用Dynamo动态链接库中的DG.Geometry.ExportToSAT方法将所选择的实体模型导出为.sat文件。

步骤(5.2)采用dynamo编写代码，将线性模型导出为Excel数据。

第六步：在第五步中形成的实体单元.sat格式文件及线单元Excel坐标文件基础上，将模型导入Abaqus软件中。

步骤(6.1)采用二次开发Abaqus的方法，实现通过读取步骤(5.2)所创建的Excel表，获取线性单元起终点坐标，批量生成线性单元的功能。

步骤(6.2)将步骤(5.1)所保存的.sat文件通过Abaqus CAE中导入部件的方式，完成导入。

第七步：将所述分析模型导入Abaqus软件后即可进行计算分析，主要包括以下步骤：

步骤(7.1)材质赋予，赋予混凝土材料；

步骤(7.2)网格划分；

步骤(7.3)边界条件赋予，限制模型底部三个方向的位移、左右两面的x向位移、前后两面的y向位移；

步骤(7.4)分析步设置，主要包括地应力平衡分析步、强度折减分析步；

步骤(7.5)提交作业，输出结果。

通过采用本发明实施例提供的边坡的设计方法，实现了快速构建所述边坡的设计模型；能够实现对具有地质属性的所述第一模型进行构件，实现了对数据的集成管理；能够实现将所述边坡的设计模型进行简化得到分析模型后，将所述分析模型直接应用于有限元分析，对所述边坡的分析模型进行边坡稳定性验证，实现了一模多用的效果；能够极大地提高边坡有限元分析的前处理效率，并建立具有高精度的有限元分析模型。

本发明实施例提供一种边坡的设计装置，图13为本发明实施例边坡的设计装置的组成结构示意图，如图13所示，所述装置1300包括：

第一获取模块1301，用于获取与所述边坡相关的第一数据、第二数据和第三数据；

第一确定模块1302，用于基于所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；所述第一模型表征所述边坡的特征属性；所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性；

叠加模块1303，用于对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型；

第二确定模块1304，用于根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。

在其他的实施例中，所述装置1300还包括简化模块，用于对所述设计模型进行简化处理，得到分析模型；所述分析模型用于验证所述设计模型的稳定性。

在其他的实施例中，所述装置1300还包括验证模块和第三确定模块，

所述验证模块，用于对所述分析模型进行稳定性验证处理，确定所述分析模型对应的安全系数；

所述第三确定模块，用于基于所述安全系数确定所述分析模型的稳定性；所述稳定性表征所述分析模型的稳定程度。

在其他的实施例中，所述装置1300还包括：第二获取模块和第四确定模块，

所述第二获取模块，用于获取与所述边坡相关的第四数据，所述第四数据表征所述边坡的线路信息；

所述第四确定模块，用于基于所述第四数据，确定所述边坡的线路中线；基于所述线路中线和所述第一数据，确定所述第一模型；基于所述线路中线和所述第二数据，确定所述第二模型；基于所述第一模型和所述第三数据，确定所述第三模型。

在其他的实施例中，所述叠加模块1303，还用于采用所述第二模型对所述第一模型进行预设算法处理，得到具备地质属性的所述第一模型。

在其他的实施例中，所述简化模块，还用于对所述第三模型进行简化处理，得到第四模型和第五模型；根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第四模型和所述第五模型确定所述分析模型。其中，所述第四模型表征所述构件的形状为非柱体；所述第五模型表征所述构件形状为柱体。

在其他的实施例中，所述第四确定模块，还用于根据所述第二数据，获取所述边坡所处的地质的控制点的坐标数据；对所述坐标数据进行数据增强处理，得到增强后的所述坐标数据；对增强后的所述坐标数据进行拟合处理，得到所述边坡的地质层面；对所述地质层面进行切割处理，得到所述第二模型。

在其他的实施例中，所述装置1300还包括：分类模块、第一导出模块和第二导出模块，

所述分类模块，用于对所述分析模型进行分类处理，得到三维模型和二维模型；

所述第一导出模块，用于将所述三维模型按照第一预设形式导出，得到第一格式文件；

所述第二导出模块，用于将所述二维模型按照第二预设形式导出，得到第二格式文件；

其中，所述第一格式文件表征三维格式文件；所述第二格式文件表征二维格式文件。

在其他的实施例中，所述装置1300还包括：第一导入模块和第二导入模块，

所述第一导入模块，用于基于所述第一格式文件，导入所述三维模型；

所述第二导入模块，用于基于所述第二格式文件中的二维坐标，导入所述二维模型。

在其他的实施例中，所述第三确定模块，还用于判断所述安全系数是否大于预设阈值，得到判断结果；在所述判断结果表明所述安全系数大于所述预设阈值的情况下，确定所述分析模型的稳定性。

以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，本发明实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的边坡的设计方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术实施例本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台边坡的设计设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

对应地，本发明实施例提供一种边坡的设计设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法中的任一步骤。

对应地，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的任一步骤。

这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，图14为本发明实施例中边坡的设计设备的一种硬件实体结构示意图，如图14所示，该边坡的设计设备1400的硬件实体包括：处理器1401和存储器1403，可选地，所述边坡的设计设备1400还可以包括通信接口1402。

可以理解，存储器1403可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read OnlyMemory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器403旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器1401中，或者由处理器1401实现。处理器1401可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器1401中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器1401可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器1401可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器1403，处理器1401读取存储器1403中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。

在示例性实施例中，边坡的设计设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，ProgrammableLogic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或其他电子元件实现，用于执行前述方法。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个观测量，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其他形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例的目的。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明实施例上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术实施例本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台边坡的设计设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明是实例中记载的边坡的设计方法、装置和计算机存储介质只以本发明所述实施例为例，但不仅限于此，只要涉及到该边坡的设计方法、装置和计算机存储介质均在本发明的保护范围。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种边坡的设计方法，其特征在于，包括：

获取与所述边坡相关的第一数据、第二数据和第三数据；

基于所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；所述第一模型表征所述边坡的特征属性；所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性；

对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型；

根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述设计模型进行简化处理，得到分析模型；所述分析模型用于验证所述设计模型的稳定性。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述分析模型进行稳定性验证处理，确定所述分析模型对应的安全系数；

基于所述安全系数确定所述分析模型的稳定性；所述稳定性表征所述分析模型的稳定程度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取与所述边坡相关的第四数据，所述第四数据表征所述边坡的线路信息；

基于所述第四数据，确定所述边坡的线路中线；

基于所述线路中线和所述第一数据，确定所述第一模型；

基于所述线路中线和所述第二数据，确定所述第二模型；

基于所述第一模型和所述第三数据，确定所述第三模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型，包括：

采用所述第二模型对所述第一模型进行预设算法处理，得到具备地质属性的所述第一模型。

6.根据权利要求2任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述设计模型进行简化处理，得到分析模型，包括：

对所述第三模型进行简化处理，得到第四模型和第五模型；

根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第四模型和所述第五模型确定所述分析模型。

其中，所述第四模型表征所述构件的形状为非柱体；所述第五模型表征所述构件形状为柱体。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述线路中线和所述第二数据，确定所述第二模型，包括：

根据所述第二数据，获取所述边坡所处的地质的控制点的坐标数据；

对所述坐标数据进行数据增强处理，得到增强后的所述坐标数据；

对增强后的所述坐标数据进行拟合处理，得到所述边坡的地质层面；

对所述地质层面进行切割处理，得到所述第二模型。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述分析模型进行分类处理，得到三维模型和二维模型；

将所述三维模型按照第一预设形式导出，得到第一格式文件；

将所述二维模型按照第二预设形式导出，得到第二格式文件；

其中，所述第一格式文件表征三维格式文件；所述第二格式文件表征二维格式文件。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述第一格式文件，导入所述三维模型；

基于所述第二格式文件中的二维坐标，导入所述二维模型。

10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述安全系数确定所述分析模型的稳定性，包括：

判断所述安全系数是否大于预设阈值，得到判断结果；

在所述判断结果表明所述安全系数大于所述预设阈值的情况下，确定所述分析模型的稳定性。

11.一种边坡的设计装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取与所述边坡相关的第一数据、第二数据和第三数据；

第一确定模块，用于基于所述第一数据、第二数据和第三数据分别确定第一模型、第二模型和第三模型；所述第一模型表征所述边坡的特征属性；所述第二模型表征所述边坡所处的地质属性；所述第三模型表征所述边坡所需支护的构件属性；

叠加模块，用于对所述第一模型和所述第二模型进行叠加处理，得到具备地质属性的所述第一模型；

第二确定模块，用于根据所述具备地质属性的所述第一模型、所述第三模型确定所述边坡的设计模型。

12.一种边坡的设计设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至10任一项所述方法中的步骤。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10任一项所述方法中的步骤。

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