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.     

浅谈工程地质三维建模与可视化

现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息,要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。本文分析了工程地质体三维建模与可视化研究的关键技术问题,并结合某水电工程坝址区的三维地质建模进行了初步开发和应用。     

基于GIS的三维地质建模及可视化系统关键技术研究

三维GIS技术、三维可视化技术与一系列关于地质特征的描述、模型及分析评价方法结合起来将大大提高传统地质学与地质工作的研究水平。论文的主要目标就是利用三维GIS技术和最新的三维体视化技术来反映地下地质体的结构特征及其内部的物理、化学属性的分布规律，从而借助于三维可视化分析的手段来辅助解决地质专业问题，为解决我国当前发展所面临的一系列地质问题提供一个有效的工具。论文对三维地质数据空间数据模型与建模方法、三维地质体可视化的基础理论与关键技术进行了系统的研究，从理论上详细、系统地归纳了三维地质模拟的基本原理和实施过程，     

复杂地质界面三维重构与评价方法

在运用平面地质图数据、露头数据和钻孔数据进行复杂地质体三维地质界面重构的过程中,详细分析三维地质界面重构中的几个核心问题,包括:界面确定、三维插值、几何造型和合理性评价。在此基础之上提出基于地质成因分析的地质界面重构方法,此方法可以更好地整合复杂多样的地质数据,更合理有效地确定复杂的地质界面,并且使三维地质界面重构和三维地质建模更加的智能化,即减少人为的干预。最后用一个工程应用实例对此进行展示和验证。     

城市三维地质建模策略

建立城市三维地质模型需先勘察城市地质，得出地质数据，并对其进行处理，将数据以图像的形式表达出来。该工作不仅能让地质工作人员更加深入地了解地质的构造以及属性，还能提供参考，合理决策。同时，该工作较为复杂，涉及知识面较广，需对产生的数据进行合理化处理，故需进行深入研究，构建完整的建模系统，由点及实体，完成建模工作。基于此，阐述三维建模技术的研究现状，分析其特征，并探究城市三维地质建模工作开展的策略。     

计算机在地质体三维可视化中的运用

计算机技术的不断发展进步,使得在计算机上真实的再现三维图形成为现实。地质体的三维可视化技术其主要分析方法是在掌握地质的形态和属性等各方面特征后,采用基于体模型和面模型方法来建立三维模型。本文主要研究了面模型的实现方法。利用己有的勘探资料和三角剖分技术将层位离散化成三角网格,建立三维地质体块。地质体三维可视化技术的计算机实现方法主要意义在于表达和再现地质体与地质环境,进而辅助工程设计、施工与决策。     

工程地质三维建模及分析系统设计研究

 采用边界表示(BRep)结构和TIN模型的混合数据结构，借助GIS技术，开发集基础数据管理和三维地质建模为一体的工程地质三维建模及分析系统。采用TIN模型来拟合构造复杂的地质曲面，提出包括直接由离散点生成TIN模型、或由地形等高线生成TIN模型，以及由规则格网数据生成TIN模型的多种构造方法，并实现地质层面TIN模型的求交、裁剪，以及缝合等关键技术；引入颜色、纹理等“渲染”技术，实现地质信息的逼真表达；此外，探讨基于三维地质模型的任意地质剖面分析、岩土体分布面积和体积计算等基本分析技术，最后将系统应用于滑坡、高边坡、水利水电以及公路边坡开挖等工程地质三维建模和分析中，验证该理论及系统的可靠性和通用性。     

连拱隧道工程地质三维建模与可视化分析及应用

工程地质条件是连拱隧道工程设计和施工必须重点考虑的因素。根据实际连拱隧洞工程的需要,采用三维地质建模技术建立起接近真实形态的工程地质三维模型,并以该模型为基础,设计了三维地质可视化分析函数,实现一系列的地质信息三维可视化剖切分析。该技术方法在隧道工程中的应用表明,地质三维可视化建模与分析技术可以满足地下隧道工程的地质分析需要,有效地提高工程设计和施工的效率与水平。     

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。     

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。     

层状岩石铰接拱全程力学性质试验研究

用模型试验方法研究不同初始纵向载荷、跨厚比条件下铰接拱变形和破坏全过程,得到铰接拱全程纵向载荷、横向载荷、力臂系数与挠度关系曲线。3条曲线都具有峰值前、后2个变形阶段,表明铰接拱破坏是一个渐进过程。初始纵向载荷较低时,3条曲线中力臂系数首先取得峰值,其次是横向载荷曲线,最后是纵向载荷曲线,说明力臂系数对铰接拱破坏最为敏感;初始纵向载荷较高时,3条曲线同时达到峰值。随跨厚比增大,纵向载荷、力臂系数峰值基本不变,横向载荷峰值减小,初始纵向载荷和跨厚比对铰接拱力学性质有重要影响。     

龙滩水电站左岸地下厂房区三维地应力场反演分析

在龙滩地下厂房区工程地质和试验洞变形监测结果综合分析的基础上，建立地质概化和试验洞施工开挖模型；采用地应力场随埋深变化呈线性分布的假设，并根据地应力测试成果，确定地应力场的分布区间。在此基础上，采用均匀设计方法和三维显式有限差分法，通过模拟试验洞的开挖变形，对龙滩水电站厂房区岩体地应力场进行了三维变形反演分析。对比计算位移和监测位移，计算各方案的位移目标函数，获得了岩体地应力场沿深度的分布规律。比较监测与计算位移，两者在量值上相当，在变形趋势上也基本相同，而且实测与计算所得的地应力值较吻合，表明所获得的岩体地应力场是基本合理的，同时说明此反演方法简便、有效。     

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 Geo Vis。采用3D Geo Vis对某工程场区进行了三维地层插值和可视化,显示了3D Geo Vis的有效性和便易性。     

基于VTK的地质体三维建模实现

本文对当前VTK(The Visualization Toolkit)技术在地质体三维建模方面的应用进行了分析与总结。着重阐述了VTK技术在地质体可视化建模中的实现细节,并在此基础上提取出了完善与规范的实现方案。最后详细描述了如何应用该方案快速实现基于钻孔数据的地质体三维建模。     

白鹤滩水电站拱坝及坝肩加固效果分析及整体 安全度评价

 白鹤滩水电站拱坝左侧坝肩断层及层间、层内错动带发育，拱推力作用下易发生剪切变形。坝基柱状节理层发育，变形模量等力学指标相对较低，表现出显著的各向异性力学特性。由于以上地质缺陷的影响，设计采取沿拱推力方向设置抗剪洞及扩挖坝基处柱状节理层岩体设置垫座的工程处理措施，以期对坝肩、坝基岩体的抗剪、传力等进行改善。采用三维非线性数值分析方法，根据实际地质信息建立三维数值模型，模拟白鹤滩中坝址主要地质现象及相关工程措施，通过坝肩、坝基岩体及坝体的应力、位移对比，定量分析主要地质缺陷的影响以及工程处理措施的效果。采用超载法、强度折减法及点安全系数法评价下坝线拱坝的安全度，为该水电站坝线比选提供技术依据和科研成果支撑。     

复杂边坡三维地质可视化和数值模型构建

复杂边坡三维地质可视化和数值模型的构建是岩土工程和水利水电工程中常常遇到的关键问题。三维地质可视化可以展示边坡结构面的空间组合,揭示边坡的宏观破坏模式;可视化模型与数值模型的结合和转换可以反映地质信息的仿真性和动态可修改性。基于AutoCAD平台,借助AutoLisp语言,采用滑动最小二乘法插值拟合,构建三维可视化模型,同时讨论可视化模型与数值模型的转入。优点在于结合了AutoCAD优越的图形编辑功能和ITASCA公司数值软件(FLAC3D和3DEC)的计算功能,并可根据地质信息的变化更新可视化模型和数值模型。该技术与三维可变形离散元法相结合,在白鹤滩水电站进水口高边坡三维可视化和应力变形分析中进行了应用。同时针对3DEC软件前后处理的不足,结合3DEC内嵌的FISH语言和AutoCAD的AutoLISP语言进行编程,探讨3DEC加锚方法、三维合位移等值线云图和塑性区可视化实现。     

堆石混凝土施工技术在新疆铁路及公路挡土墙工程中的应用

清华大学金峰教授和安雪晖教授于2003年提出堆石混凝土(Rock-filled Concrete,简称RFC)施工技术以来,凭借其低成本、低水化热、高品质、高效率的特点成功在宝泉抽水蓄能电站和向家坝水电站等国家级水利工程中得到应用.新疆是我国西部的重要地域之一,近些年在铁路、公路、水电等基础设施建设飞速发展,如何使用新疆原材料进行堆石混凝土施工,介绍了堆石混凝土在新疆铁路及公路工程中的应用情况.     

基于3D Mine-ANSYS-FLAC~(3D)软件的三维地质数值建模方法

针对FLAC~(3D)建立复杂三维地质数值模型难度较大的问题,提出了一种快速有效的建模新方法。该方法首先利用3D Mine软件对Auto CAD平面图中的等高线和钻孔数据进行三维可视化操作,并输出为地层实体SAT文件或XY平面上等间距的三维坐标数据,利用自编程序将三维坐标数据转化为ANSYS可以识别的APDL语言文件后生成多个实体模型,经过ANSYS布尔操作、划分网格后利用接口程序导入FLAC~(3D),从而实现直观、快速地创建复杂地质体FLAC~(3D)模型。该方法在四川峨胜石灰石矿山三维地质数值建模中得到了实际应用,结果表明该方法是完全可行和有效的。