基于GIS的太原市活断层三维建模

针对目前三维地质建模技术不能真实反映实际地层与复杂结构面相互交切关系的综合三维特征信息,本文提出了一种在ArcGIS环境下了利用浅层地震探测资料构建三维地层和断层模型的新方法,该方法通过对浅层地震探测深度剖面进行"微分",设计构建了三维地质模型的算法,利用AOVBA开发方式进行了程序的开发,对太原市活断层探测区域第四纪地层剖面和断层断面进行了三维地质可视化建模。     

基于GTP-TEN的复杂地质体三维混合建模

为解决三维地质体模型内部属性信息查询及空间力学分析问题,提出一种基于广义三棱柱–四面体体元的三维复杂地质体建模方法。首先根据钻孔及剖面数据,结合地层地质演变历史和水平集理论对研究区域进行地层划分,然后采用Kriging法在钻孔点云数据中引入虚拟钻孔,构建各地层层面不规则三角网模型,最后通过广义三棱柱–四面体体元算法建立研究区域内的三维复杂地质体模型。除此之外,在地层层面构建算法中还预设了局部区域属性信息提取及加密算法以保证后期模型应用时的计算分析精度要求。采用该方法可以实现地层不整合、尖灭及透镜体等特殊地质现象的表达和地质体内部属性信息提取及局部精细化模型构建,为后续进行工程稳定性分析提供可同时实现可视化的计算模型。将该方法应用于深圳市光明新区红坳渣土场,结合钻孔数据和剖面数据构建了渣土场的真三维地质模型,实现了其内部属性信息的空间查询与分析,为渣土场的稳定性分析奠定了基础。     

向家坝水电站Ⅶ坝址三维地质建模研究

以向家坝水电站Ⅶ坝址为例,讨论了三维地质建模的几个关键问题及其处理方法：①多源数据的整合方法;②采用Laplace插值点和原始数据点共同构造地质曲面的方法;③基于裁剪的近层状地质体的构造方法.展示了向家坝Ⅶ坝址三维地质模型在显示、自动成图、虚拟现实漫游和三维数值计算等方面的应用效果.     

向家坝水电站VII坝址三维地质建模研究

以向家坝水电站VII坝址为例,讨论了三维地质建模的几个关键问题及其处理方法:①多源数据的整合方法;②采用Laplace插值点和原始数据点共同构造地质曲面的方法;③基于裁剪的近层状地质体的构造方法。展示了向家坝VII坝址三维地质模型在显示、自动成图、虚拟现实漫游和三维数值计算等方面的应用效果。     

基于三维地质建模的复杂构造岩体六面体网格剖分方法

提出将三维地质建模技术与岩土工程数值模拟相结合,发挥三维地质建模在刻画地质实际上的优势,为数值模拟提供尽可能准确的地质模型;借鉴基于剖面的建模技术,形成了适合于六面体剖分的三维地质建模方法;在此基础上,利用多重映射网格,实现了复杂构造岩体六面体网格剖分;将该技术应用到杨村煤矿西淝河左堤下采煤可行性分析研究中,取得了较好的效果。     

CATIA-FLAC~(3D)耦合建模方法及其应用

针对FLAC3D面向复杂的地质模型建模存在的技术困难和不足,提出CATIA-FLAC3D耦合建模新方法。先利用CATIA强大的三维地质体建模功能进行三维地质建模,再利用其有限元模块对地质体进行网格划分;基于对两类软件中单元、节点数据关系的差异分析,应用Visual Basic语言编写CATIA-FLAC3D接口程序,实现了将CATIA环境下建模生成的单元、节点信息导入FLAC3D。以某已建成偏压隧道工程为例,验证了CATIA-FLAC3D耦合建模方法的可行性和有效性,为FLAC3D构建三维复杂工程模型提供了新的思路。     

基于剖面的三维地质模型构建与可视化研究

三维地质建模与可视化技术能够形象表达地质体的地层信息及空间构造特征,对于工程设计和决策具有十分重要的意义。在综合前人研究成果基础上,提出一种基于二维地质剖面构建三维地质模型的方法,该方法充分利用已有资料,并融入专家知识经验,具有用户交互简单、对于复杂地质现象处理能力较强等特点。同时,本文还分析了建模过程中的若干关键问题,并设计给出了相应的算法,最后通过一个具体的工程实例展示了该方法的实际建模效果。     

基于ArcGIS的三维地质建模方法研究

三维地质建模对推进地质勘察工作有着重要的实践意义，能够直观地表达各种地质结构、地质现象间的拓扑关系，迅速提高专业技术人员对地下空间的认识。文中介绍了一种基于ArcGIS软件平台构建三维地质模型的方法，并以中铁三局青岛上合示范区交大大道地下交通配套工程项目进行实例展示。     

三维地质建模在岩土工程勘察中的应用——以盛京金融广场项目为例

通过建立建筑工程所在区域的三维地质模型,建筑设计和施工人员可对复杂地质条件进行分析和研究,为城市建设提供技术支撑。基于盛京金融广场项目勘探钻孔数据及地层分层资料,采用GTP建模方法,根据钻孔数据中岩层接触关系,从新到老、自上而下逐层自动创建三维地层模型。经交叉剖切分析检验,建立的三维地质模型与实际勘探数据拟合度较好,准确客观地反映了研究区域内的地层地质条件。本文通过对三维地质模型进行研究,分析了研究区域工程地质条件及施工过程的潜在风险,提出了风险管控措施,可为建筑物设计、施工和风险防控提供科学决策依据,具有较高的推广价值。     

基于G-maps拓扑数据模型的三维地质建模方法

三维地质建模是数字城市、矿山、石油等领域进行地下空间数字模拟的关键技术,本文研究了基于G-maps拓扑数据模型的三维地质建模方法。G-maps拓扑数据模型通过三个迭代函数完全表达了三角形内结点、边和三角形单元之间的拓扑关联信息。基于G-maps拓扑数据模型进行Delauany构网时,不仅能加快构网速度,同时也保存了三角单元内与单元间的拓扑关系。利用Delaunay三角构网,建立钻孔之间的拓扑关系,实现了基于三棱柱模型的三维地质建模。由于采用G-maps拓扑数据模型,对于新获取的钻孔数据可以很容易获取该钻孔对模型的影响区域,快速的插入钻孔信息,使得局部地层能够动态更新。     

基于CATIA的溶洞及裂隙带数字化建模技术研究

溶洞及岩溶裂隙带因其不规则的空间形态而成为地质建模中的难点。相较于其他建模软件,CATIA具有强大的曲面建模功能,可以在溶洞及岩溶裂隙带的建模中发挥作用。本文介绍了在CATIA上实现数字化地质建模的过程,包括数据处理和导入、地层与地质体模型的建立、溶洞及岩溶裂隙带模型的建立等。针对溶洞及岩溶裂隙带建模中的关键技术——“放样”做了分析和研究。分别采用不同的放样方式对代表两种类型的两处溶洞进行建模对比。应用上述技术建立了某一工程的地质模型,测算了溶洞及岩溶裂隙带的体积并进行对比,检验了模型的可靠性,实现了该工程的地质模型化和数字化,并阐述了依据溶洞及岩溶裂隙带数字化建模技术建立高质量模型的重要意义。     

Das digitale geologische Strukturmodell Bitterfeld als neuer Baustein in der Sanierungsforschung

Identification, assessment and remediation of a large-scale groundwater contamination requires a profound knowledge of the geological structure to predict the fate of contaminants in the subsurface. Within the SAFIRA-project, a model sector of the Bitterfeld/Wolfen area was chosen to transfer the structural geological data of the Tertiary and Quarternary aquifer units into a digital geological model. Using 125 selected drillholes as a base of 28 networked cross-sections, small-scale lithological and structural heterogeneities, in particular of the Quarternary layers, could be assigned to 31 litho-stratigraphic sedimentation units and depicted using a 10 × 10 m GIS grid. An assignment of hydraulic parameters to individual sedimentary bodies allows a combination with flow and transport models. The structural model was generated by combining gridding sections and additional point and lateral information of sediment distribution and allows -beyond visualisation purposes- volumetric calculations of distinct sedimentary units, which are relevant for an assessment of retardation processes in the remaining lignite seam. The present structural model is the base for a “Spatial Model Bitterfeld” and anables further investigations on the environmental impact of different scenarios.     

工程地质环境三维量化表征方法研究

通过对三维地质建模方法的研究以及对工程地质环境表达因素的分析,实现对三维工程地质环境表达方法的探索性研究。通过提出三维工程地质环境指标体系,实现三维工程地质环境的表达方法,并详细阐述了三维指标体系的特征及建模方法。最后,针对研究区域的实际地质环境背景及勘探资料,利用三维工程地质环境表达方法建立的指标体系进行工程地质环境分析评价,并对三维地下空间工程地质环境分析评价结果进行了分析,验证了三维工程地质环境表达方法的有效性。     

混合多重二次插值在三维地层可视化中的应用

地质曲面插值重构是三维地质建模的一个研究热点。针对稀疏的地质钻孔数据,提出了一种基于多重二次曲面和反距离加权的组合插值方法——混合多重二次曲面插值方法(MMQS)。为了检验MMQS的精度,以peaks曲面作为先验曲面模拟起伏的地质界面、采用均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)作为曲面拟合效果的检验标准,验证了MMQS方法比常规的多重二次曲面插值方法有较好的插值精度。MMQS算法易于编程。把MMQS方法运用到地质界面重构中,在VB.net与IDL平台上开发了三维地层可视化系统3D GeoVis。采用3D GeoVis对某工程场区进行了三维地层插值和可视化,显示了3D GeoVis的有效性和便易性。     

基于单元重构的岩土工程复杂地质断层建模方法

 针对岩土工程数值分析中地质断层建模困难的问题,提出基于单元重构的岩土工程复杂地质断层建模方法。该方法首先对分析对象进行独立离散,建立不考虑地质断层的模型。再通过单元重构,可将地质断层嵌入已建模型,实现复杂地质断层的自动建模。所谓单元重构,是首先使用八节点六面体单元,建立不考虑断层的分析模型,再借助四节点四面体,五节点四棱锥和六节点三棱柱等单元形态,对地质断层穿过的网格进行处理,重构为由多种单元形态构成的模型。然后结合岩土工程断层建模实例,将该方法应用于复杂地下岔管、重力坝坝肩和坝基以及大型地下洞室群的断层建模,可证明其有效性。进一步以大型地下洞室群为例,将考虑地质断层的洞室群模型导入通用软件,采用实体单元模拟地质断层进行开挖计算,并与不考虑断层的情形对比分析发现,考虑地质断层后,围岩位移和应力分布都呈现出不连续性,被断层切割部位的围岩变形增大,应力出现松弛。这表明含有地质断层的重构模型可以用于数值计算,且能有效反映出地质断层对洞室围岩稳定的影响,从而可证明该建模方法的可靠性,为岩土工程的复杂地质断层建模提供便捷的实现途径。     

淘锡坑矿区三维地质建模与可视化研究

三维地质建模与可视化能清晰直观地展示地下矿体或构造形态、空间位置和相互关系及空间变化规律,实现矿山三维分析、矿体解译、地学统计、地质预测、数据信息管理以及图像三维显示等功能。本文以淘锡坑矿区为研究区,结合矿区实际情况以及收集整理的矿区数据,探讨矿区三维地质模型建立过程,研究总结一套建立矿山三维可视化模型的方法,为矿山数字化建设提供参考。     

基于三维地质模型的岩土工程有限元自动建模方法

在岩土工程有限元数值模拟中,复杂的地质环境使得建模困难,模型一般都被简化处理。其结果直接影响计算的准确性。借助地质模型能最大程度地表达地质实际的特点,将地质模型和数值模型相结合,提出一种新的岩土工程有限元建模方法--CRM地质模型转化法。其核心思想是将三维地质模型经过特定方式转化为符合有限元网格要求的数值计算模型。具体转化过程为:①根据计算范围对地质模型进行区域切割;②从切割模型提取控制数据进行网格重构;③对重构模型按地层属性自动剖分有限元网格;④将网格数据导入数值分析系统完成建模。通过编程实现与实例验证,这种方法能准确生成复杂模型网格,整体建模速度快,自动化程度高,且能方便地模拟开挖过程,并可为不同的数值分析系统使用,极大地提高了前处理工作的效率。