中仿RS3新版本发布：投影载荷、导入锚杆与收缩包裹，助力下一代建模

复杂建模的挑战

在岩土工程中，三维建模长期面临复杂几何体、不断变化的开挖工序，以及保持数值模型准确性所需的繁琐人工操作等挑战。诸如新增隧道、管理支护系统、调整锚杆布置模式或修复缺陷表面等更新，往往迫使工程师重做大量工作，造成时间浪费与挫败感。

最新的中仿RS3功能增强 —— 投影载荷、CSV导入锚杆、收缩包裹（Shrink Wrap），正是为了解决这些瓶颈。它们帮助工程师在项目各阶段间无缝衔接，并即时解决因设计演变或输入错误带来的问题。

投影载荷：几何体变化时即时重新施加表面载荷

RS3的投影载荷工作流程经过彻底重构，旨在简化开挖分步过程。现在，所有投影载荷样本及其属性都被集中存储与管理，工程师可在模型开发的任意阶段快速添加、修改或恢复这些载荷。

举例来说，在一个多阶段逐步开挖模型中，后期可能需要引入若干表面载荷，用于模拟支柱的分布重量。在分析初期，您或许选择简化方法，忽略主要的不连续面（如断层、大型节理）和隧道开挖，仅进行初步模拟。

图1. 将支柱引起的表面载荷投影到初始模型几何体上

随着模型演化，通常会因引入地质不连续面和隧道开挖而增加复杂性。然而，这些新增元素会导致模型重新划分与几何体调整，并触发整个模型的重新三角剖分；从而使边界条件（如地下水、位移约束、结构支护和表面载荷）失效。

图2. 修改几何体后，载荷被自动移除

过去，这种情况需要手动重建并重新施加载荷，既耗时又容易出错。新功能“投影载荷”消除了这一问题。所有载荷样本都会保存在 载荷管理对话框 中（部分依赖几何体的投影除外），用户只需选择所需样本并确认，即可快速重新施加。这确保了载荷在几何体演化的同时能被即时恢复，保持模型设置不丢失。

图3. 使用投影载荷功能将预定义载荷样本重新施加到更新后的模型中

例如，下方的主应力图显示了岩体中的应力分布情况，能够清晰体现随投影载荷形状产生的应力集中区。

图4. 主应力等值线图，显示投影表面载荷下的应力集中现象

意义：投影载荷功能通过自动管理和重新施加表面载荷，大幅节省时间并降低出错率，使模型在几何体不断演化过程中保持稳定。

从CSV导入锚杆：加速复杂开挖的支护布置

在复杂几何体中布置锚杆模式，如今可以通过 RS3的CSV导入锚杆功能 更快、更精准地完成。直接导入锚杆数据库，用户即可简化建模设置，避免重复手动输入。

以一个逐步掘进巷道开发为例：基于现场数据估算的 开挖损伤区（EDZs） 被建模为巷道周围的体积。在开挖分步中，这些体积的材料属性会随开挖进程而调整。

图5. 渐进开挖阶段及巷道周围开挖损伤区（EDZs）的形成

在该模型中，锚杆模式通过CSV导入功能被无缝加载。选择CSV文件后，导入向导会提示用户指定几何定义格式：

• [起点与终点]，或

• [起点、方向与长度]。

随后，RS3会同时提供：

• 导入锚杆的表格摘要，

• 三维视图中的预览。

该预览显示当前阶段的所有锚杆，帮助用户全面掌握布置情况，无论它们分配在何时安装或移除。

图6. 将 CSV 文件中的锚杆应用到模型的步骤

若数据库中的锚杆起点（锚头）与开挖表面未完全对齐，RS3提供 导入时自动吸附（Snap Bolts）或后续吸附（Snap Imported Bolts）的选项，用于自动调整锚杆位置。吸附操作是可选的，能模拟部分锚杆未能紧贴开挖面安装、从而无法形成有效支护的实际情况。

此外，用户还可在导入过程中或之后，通过分配唯一属性ID及指定安装与移除阶段来区分锚杆类型。导入完成后，锚杆将完全融入RS3环境，可通过编辑对话框对其属性、分步和几何进行全面控制。

图7. 在对话框中编辑和管理导入的锚杆：属性、分步与几何调整

下方的锚杆轴力等值图显示了随安装顺序产生的受力情况。结果表明，位于EDZs内的锚杆承受更高拉力，相较之下外部锚杆的受力较小。

图8. 锚杆轴力分布，显示位于 EDZs 内支护承受更大拉力

意义：通过CSV批量导入锚杆，可快速、准确地录入外部数据，简化建模流程并减少错误。

收缩包裹（Shrink Wrap）：将凌乱几何转化为可分析模型

RS3的另一重大新增功能是 收缩包裹（Shrink Wrap），专门用于解决在地下采矿模型中常见的复杂或低质量几何问题。该工具可自动生成干净、封闭的网格，包裹并修复杂乱、碎片化或不完整的几何体，使其无需人工修补即可用于数值分析。

在地下采矿中，几何体通常来源于三维激光扫描或历史CAD模型，这些数据往往表面粗糙、碎裂，甚至存在孔洞与重叠。Shrink Wrap工具能在原始几何体外表面“收缩”出一层简化、平滑的外壳，消除缺陷并生成稳健的分析模型。其批处理能力还支持同时清理多个几何体（如多条巷道或多个开挖层），从而保证一致质量并节省大量前处理时间。

例如，下图展示了一个原始的地下矿山模型，巷道几何来自三维扫描，表面粗糙、碎片化，给网格划分与数值模拟带来困难：

图9. 原始地下矿山模型，巷道几何来自三维扫描，表面粗糙且碎片化

使用Shrink Wrap工具后，可快速将这些原始输入转化为干净、封闭的体积。下方动图展示了逐步操作过程：选择几何体 → 应用收缩包裹 → 生成平滑网格 → 准备分析。

图10. RS3 中 Shrink Wrap 工作流程演示，将粗糙巷道几何转化为平滑、封闭网格

意义：工程师如今可以直接将现场扫描、历史CAD模型或粗糙数据集导入RS3，无需耗时的手动修补，大幅缩短前处理时间，从而专注于分析本身。

更智能的工作流，更高的信心

随着地下与岩土建模复杂度不断增加，RS3 持续进化，提供更智能高效的工具：

• 投影载荷：在几何体演化过程中，自动管理并重新施加表面载荷，节省时间、降低错误。

• CSV导入锚杆：通过批量导入快速建立锚杆布置，免除重复手动输入。

• 收缩包裹（Shrink Wrap）：将粗糙、碎片化几何转化为干净、封闭模型，减少大量人工修补工作。

这些功能共同重塑了RS3的建模与管理方式 —— 提供更快的工作流、更少的障碍，以及在分析每个阶段更高的信心。

联系我们

中仿智能科技（上海）股份有限公司

公司电话：021-80399555

地址：上海市松江区九新公路1005号临港松江科技城中仿大厦(201615)

电子邮箱：info@cntech.com

客服热线：400-888-5100

技术交流（QQ群）：534132040（GeoStudio），346550371（Rocscience），870585197（Leapfrog）

购买咨询（微信）：请用微信，扫一扫