试析地质工程复杂地质体三维建模与可视化研究

地质工程复杂地质体的可视化主要就是在地质勘查工作中,由于测得的数据量比较大,信息复杂和混乱,使得地质人员很难直接掌握勘查对象的地质整体情况。采集相关资料,建立相应的曲面拟合函数,构建三维模型。从模型中,工作人员可以直接掌握和了解工程岩土体的分布规律,提升地质规律的认知水平。本文主要分析三维建模与可视化研究的现状,阐述了可视化关键技术,并初步应用在安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院对九华山名景地灾防治的工程上。     

三维城市地质建模及可视化信息管理系统设计

介绍了三维城市地质建模及可视化信息管理系统的设计思想,从总体设计、数据库构建、主要功能模块设计进行了详细论述,着重分析了三维地层建模的关键技术,从而获得比较精确的三维地质模型.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

三维地层可视化中地质建模研究

地层通常是不规则的曲面且不能用数学表达式表达。根据地层的特点，借鉴数字高程的思想，提出了多层DEM的方法，并采用适当的地层面拟合函数，建立了真三维地层模型。实现了三维地层可视化的一些基本功能，例如旋转、放大、缩小、分层显示和任意切割剖面等。     

基于三维地理信息系统的块体稳定可视化分析系统

以一大型地下工程为例,结合三维地理信息系统,编制块体稳定可视化分析系统。该系统对围岩块体稳定性进行可视化表达和计算解析,确定围岩中出现不稳定或潜在危险块体的部位、大小及抗滑安全系数等指标,为科学分析、预测未开挖段的地质条件提供有效帮助。     

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。     

滑坡GIS可视化研究与应用

在研究工作的基础上,论述了滑坡GIS基础数据库、滑坡体三维地质界面数据库及滑坡可视化分析模型的建立途径.并结合研究实例,探讨了GIS可视化技术在滑坡主滑动方向确定、建筑物适宜程度综合解析方面的应用,为全方位快速进行滑坡综合评价、分析工作提供了新的途径和手段.     

基于三维地质模型的地下洞室曲面块体分析

 利用水电工程中地质确定型数据和统计型数据,耦合随机结构面网络模拟技术和基于NURBS-BRep 混合数据结构的地质构造建模技术,对不同类别的地质对象进行相应的拟合和构建,建立岩体结构三维精细模型。在此基础上,提出曲面块体的概念和数学定义,综合考虑随机裂隙面和空间断层、洞室开挖面等确定性地质结构面来进行曲面块体识别与分析,并提出曲面块体的封闭性、完备性、唯一性三大识别定理。结合水电工程实例,以地下洞室区域为研究对象,依据曲面块体识别定理及其相关技术快速识别分析出区域内曲面块体,为进一步分析块体稳定和围岩加固提供有效的地质和几何信息。     

复杂岩质高边坡三维地质建模及虚拟现实可视化

结合复杂岩质高边坡工程三维地质建模和可视化需要,通过综合分析国内外在计算机图形学领域对描述空间拓扑关系的常用三维数据结构,提出基于半边B-Rep和裁减NURBS数据结构的边坡三维地质建模方法,实现具有复杂地质条件和基础洞室群的边坡工程三维模型拓扑关系的快速、准确建立,为边坡工程三维地质可视化提供高质量的几何数据和拓扑关系信息。分析计算机可视化技术的发展趋势和虚拟现实技术的特点,论证应用桌面级虚拟现实技术的X3D规范,实现边坡工程地质可视化的可行性。鉴于X3D灵活的场景交互和对复杂NURBS几何造型的支持,实现基于X3D的边坡工程虚拟现实场景的实时动态可视化、虚拟现实场景对象的可视化交互式查询。以锦屏一级水电站左岸边坡工程为例,给出三维地质虚拟现实可视化在边坡开挖进度模拟和地质超前预报、边坡地质条件可视化查询、边坡安全监测断面地质条件解析、边坡安全监测系统可视化查询和综合分析等方面的应用,为三维地质虚拟现实可视化方法在其他工程领域的应用拓展提供参考。     

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。     

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。     

安全壳预应力系统三维仿真研究

对于预应力混凝土安全壳结构,预应力系统是其十分重要的一部分。目前,更精确的模拟分析,即在独立的预应力模型与安全壳模型之间采用耦合的方式考虑其相互间的作用,成为预应力安全壳设计分析的发展趋势。预应力系统相比一般结构要复杂得多,特别是大开口附近和穹顶处的预应力筋,其几何特性呈现空间曲线形状,设计具有一定难度。借助预应力系统的平面展开图,得到其投影平面图,并利用预应力钢束所在不同坐标平面内投影的几何特性,得到所有结点坐标信息,进而通过曲线拟合建立三维预应力模型的方法,具有较高的通用性。