基于Delaunay构网的地层3D TEN模型及建模

构建真三维的地层模型是地质学、三维GIS、科学可视化及工程应用领域共同关心的课题。在总结当前的三维地层建模理论与方法的基础上,提出了地层的真三维四面体模型。该模型将地层钻孔数据离散为点源性息,采用Delaunay四面体化算法构建三维地层,并对地层尖灭、断层等突变信息的处理进行了探讨。最后给出了该方法在典型地层和工程应用中的实例。该模型体现了TEN便于存储、快速可视化等优点,建模方法则充分利用计算机。     

三维裂隙网络建模技术修正及其工程应用

三维裂隙网络建模技术是分析地下硐室围岩中裂隙分布规律的技术手段之一,可为硐室稳定性评价提供基础模型。本文以北山坑探设施围岩为研究对象,利用地表裂隙调查结果,分析裂隙产状、直径和密度的概率密度特征,采用蒙特卡洛方法构建三维裂隙网络模型,并通过围岩楔形体分析检验模型。继而引入硐室裂隙编录数据,修正模型参数和建模方法,建立具有高可信度的三维裂隙网络模型。最后,利用修正模型实现巷道尺寸设计和危险部位预测。上述研究修正了三维裂隙网络建模技术,并提出了模型在硐室围岩稳定性评价和辅助设计领域的应用方案,为我国高放废物处置地下实验室及类似工程的研发提供了技术支撑。     

盐岩地质三维建模及分析平台研发与实现

通过对不同领域地质三维建模和模拟分析相关技术研究现状的分析,结合盐岩地质特点和用途,应用3D GIS最新研究成果,设计实现了盐岩地质三维建模与分析应用平台,并对其中的关键技术方法进行了研究与实现。在完成了系统功能结构设计的基础上,利用Geodatabase数据模型对盐岩二维、三维空间数据进行组织与管理。在此基础上,利用面向对象程序设计技术,实现了细分虚拟钻孔构建和含盐地层三维建模与分析方法;基于声纳探测数据的盐腔三维表面拓扑重建技术和3D GIS空间分析的盐腔围岩三维体元模型构建方法,实现了盐岩地质体直接体绘制等关键技术。本文研究成果可以为盐岩地下溶腔的合理开采与利用提供有力的技术支撑和科学依据。     

三维岩土工程勘察信息系统的工程应用

近年来,三维地下空间、三维岩土工程、数字工程等研究不断被关注,实现各种原始数据、图像、图件、文字报告的综合动态管理,越来越变得可行和必要。北京市勘察设计研究院有限公司依托丰富的行业经验和多年在计算机信息化方面的积累,遵循实用和真实原则,与北京大学合作完成三维岩土工程勘察信息系统平台的建设。系统能够对勘察行业中的各种原始数据进行综合动态管理,在研究区域内实现二维地质剖面图、三维地质建模和三维多源数据的一体化表达以及三维空间几何及力学分析等功能,并在实践中得到了成功的应用。     

岩土工程勘察数字化技术与实现

分析了地质三维建模方法,提出虚拟钻孔、地层尖灭和透镜体、空间插值拟合等问题的解决办法。基于地理信息系统建立岩土工程勘察数据库,探讨了原始数据、中间数据、输出数据的特点和组成;最后,以某滑坡治理工程为研究对象,建立了三维勘察模型,以期为数字化技术在岩土工程勘察中的应用提供指导。     

基于工程勘察钻孔数据的三维地层模型的自动构建

三维地层建模技术是实现地层三维可视化的核心。提出了一种用三角形面构实体作为描述三维地质实体的基本单元，基于工程勘察钻孔数据自动构建三维地层模型的方法。这种三维地层建模方法操作简单，用户只需按工程勘察工作习惯组织钻孔数据，即可自动建立三维地层模型，并可对其进行剖切、开挖等空间分析，有利于三维地层建模技术在实际岩土工程勘察工程中推广运用。     

高速公路边坡多元信息三维综合建模方法及工程应用

以不同类型高速公路岩土边坡为研究对象,考虑边坡三维精确地形、开挖地层、工程措施、监测设施、桥隧隧道、地下水位等多元信息,提出基于风化地裙和岩层界面地层模型的综合三维建模方法和可视化分析技术,在数据库平台的基础上,建立高速公路沿线边坡的信息分析系统,介绍了该系统在福宁高速公路滑坡和及其他典型边坡中的应用,对公路边坡地质条件、施工开挖与加固、监测信息等综合分析提供有效的技术支撑平台,也对同类工程具有借鉴意义。     

基于钻孔数据和GMS的地层三维建模与可视化的研究

三维地质建模是三维GIS在地学中的一个重要应用,三维地层建模对实际的地质分析极为有用.基于工程实例,以钻孔资料作为地层建模的数据来源,GMS软件为建模手段,详细介绍了建模过程,最终展示了实际建模效果.     

块体理论在荒沟抽水蓄能电站地下厂房系统硐室群围岩稳定性分析中的应用

荒沟水电站地下硐室群开挖区围岩裂隙较发育,因此确定硐室群开挖面上可能产生的块体及其稳定性对工程施工意义重大。综合考虑荒沟水电站地下硐室群地质条件及其裂隙较多的特点,采用适合于裂隙岩体稳定性分析的块体理论,对其围岩稳定性进行分析。由于需考虑的裂隙多而导致计算量较大,因此分析方法采用可实现程序化的矢量分析法,依据其原理并结合地下硐室三维坐标体系,应用大型数值软件MATLAB编制计算程序。该程序通过输入结构面产状、测点坐标等工程数据,依次分析各关键块体,得到其顶点坐标、体积、稳定系数等相关信息,再利用CAD展示关键块体在三维空间中的位置和几何形态,从而为地下硐室群的开挖施工提供指导。     

基于GIS与虚拟现实的三维地质建模方法

 提出一种基于GIS结合虚拟现实建模语言(VRML),实现实时、快速三维地质建模的简化方法。通过调用储存在GIS数据库中的钻孔岩土层信息,利用空间插值技术自动创建模型的侧面贴图,并依据标准格式自动将这些信息输出为VRML脚本。创建的模型可不依赖建模软件平台而独立展示,并可以实现自由旋转、飞行和缩放等功能。依据介绍的设计思路成功研发三维地质建模系统,并运用该系统实现某桥址区的三维地质建模。该方法具有操作简单、建模速度快、人工干预少和可视化交互操作等特点,可以作为工程勘察的辅助决策手段。     

京北山区公路工程的岩土工程问题分析

为进一步提高山区公路工程勘察设计的准确性及施工的安全性,根据目前在京北山区开展的部分公路工程的勘察、施工工作,从地形地貌、地质构造、岩土特征、水文地质、不良地质作用等多方面分析该区域的工程地质环境,同时结合部分在施工程中反馈的岩土工程问题,论证山区公路工程的岩土工程问题与场区工程地质条件两者之间的关联性和统一性,希望能为类似工程的开展提供参考.     

岩土工程信息技术及其工程应用

岩土工程信息化是工程建设信息化不可割裂的一部分,岩土工程的信息化需要适应建设领域信息化的发展趋势。笔者总结了国外建设领域信息技术发展历程、应用现状,并指出其主流技术包括:协同设计技术、BIM技术、虚拟现实技术;从数据组织角度,将岩土工程中应用的信息系统划分为4类:管理信息系统、地理信息系统、三维岩土工程信息系统、项目信息门户,并分别论述其发展特点、应用现状,指出优势和不足;以信息技术在隧道施工引起的建筑物变形动态预测、区域地下水埋藏条件、基坑工程、基础工程及建筑结构、环境岩土工程等方面的工程应用案例,揭示信息技术在岩土工程中的强大生命力和应用前景,并指出了今后信息技术发展方向和技术难点:2D和3D的相互访问机制、实时数据库以及实时海量数据存储的解决方案、信息技术标准化建设。     

三维GIS在地铁车站综合管网设计中的应用研究

为了提高地铁车站综合管网的设计质量和效率,以虚拟现实技术为指导,自主研发了基于三维GIS平台的地铁车站综合管网信息系统。该系统以信息统筹管理、多信息数据集成、智能分析为设计目标,由数据层、逻辑层和应用层构成系统逻辑结构,其主要功能有图纸管理、图库管理、碰撞冲突分析、剖面功能、路径漫游和模型调整。以工程实际应用为依托,构建了基于三维GIS应用的地铁车站综合管网设计组织结构与协作模式。实践表明,三维GIS技术在地铁车站综合管网设计中的优势突出表现为突破设计难点、积累项目信息与节省建设成本,可为相关工程应用提供借鉴。     

八渡车站碎石土地层中长锚索施工技术

 随着我国经济建设的飞速发展,各类岩土加固工程中锚固技术的应用日益广泛。大量工程实践已经证明锚固技术的经济性和先进性。但是,锚固工程常遇到各类不良地层(例如塌积、残积、坡积和崩积层等碎石土地层),在锚固施工的钻孔中由于严重的塌孔、卡钻,给施工带来很大困难,同时也给锚固工程质量带来隐患。通过工程实践和大量试验,研究组合式钻具钻孔方法,较好地解决在上述地层中的成孔问题,提高施工速度。结合南宁—昆明铁路八渡车站的锚索施工,介绍复杂地层中锚固工程施工的技术措施和应注意的有关技术问题。     

郑州市三维地图建设与应用研究

城市三维地图建设以实用为出发点,侧重数据应用、服务系统的研发以及后期三维地图数据服务体系的搭建,打造跨行业、多技术支撑、信息资源多元化的新型城市地理信息载体;文中分析了基于城市大比例尺地形图数据进行三维建模的关键技术问题,实现了城市规划、建设CAD数据到三维地图快速建模的技术流程,采用空间数据库技术管理影像、矢量、纹理和三维模型等海量数据,完成三维环境浏览、查询定位、城市规划方案评审、空间分析等功能,为城市规划、建设等工作提供有效的服务与保障,推进城市信息化进程。     

基于数字地层的矿山采掘信息系统

矿山是地下工程的一个重要研究领域.当前,矿山是我国经济发展所需能源的重要来源,采矿企业目前面临着诸如安全、效益及环境破坏等核心问题,成为制约矿山企业健康、可持续发展的瓶颈问题.采用矿山工程勘察阶段所获取的钻探、物探等资料,建立矿山工程区域的三维数字地层,由数字地层可以准确的了解煤层分布、构造特征,对于矿山开采车场巷道设计可以很好的使其避开控制性断层构造;对于采煤巷道,在布置综采设备时可以考虑断层构造对煤层错断的影响.在三维数字地层的基础上,可以建立基于数字地层的分析系统,实现煤层储量的计算分析,巷道的优化布置等功能,建立初步的"数字矿山"系统.     

边坡安全性评估的三维智能信息系统开发应用

以岩土工程中的边坡为研究对象,采用地理信息系统技术与智能分析相结合的研究手段,将边坡安全性评估和边坡场址的三维信息系统进行集成研究,利用Visual C 和DirectX开发工具,以Access和SQL Server为数据库平台,开发了独立底层的基于网络发布的集成分析软件系统(intelligent geotechnical engineering information analysis system,IGIAS)。详细介绍了系统的开发思想、结构组成、开发实现和功能。并以具体的边坡工程为实例,给出了基于IGIAS的三维可视化辅助分析,以及边坡危险性分区进化神经网络方法。研究成果表明:该系统在工程应用中富有广阔的推广前景。     

三维地层信息系统在金山店铁矿中的应用

三维地层信息系统的研究开发为岩土工程建立了相应的数据库和可视化信息系统。三维地层信息系统在金山店铁矿中的成功应用将为我国的矿业在探矿、设计、开采、安全监控以及科学管理带来一次革命。     

BIM在上海地区岩土工程勘察中的应用

近年来,建筑信息模型(Building Information Modeling,以下简称“BIM”)技术逐渐成为建筑三维建模和可视化主要的信息技术,如何将其应用到勘察工程,实现勘察成果可视化,是当前岩土工程研究的热点。为了将BIM技术应用到实际勘察工程,结合上海地区岩土工程勘察实例,利用克里金插值法对采集数据进行插值拟合,然后将插值数据和原始数据进行整合。同时,对Revit子程序进行二次开发,基于Dynamo编写了一段生成三维地质体模型的程序,将整合后的数据导入程序,可生成符合真实地层情况的三维地质模型。该模型还将土层的非几何信息与模型挂接,为成果使用人员提供了土层走向和直观的土层物理力学性质展示。