非层状岩体三维可视化构模技术研究

根据工程岩体的特征，从三维构模的角度，在中国矿业大学(北京)岩土工程研究所研究工作的基础上将岩体的结构单元类型分成二大类四种：即层状的连续型非倒转岩体、非连续型(断裂)岩体及倒转褶皱岩体和非层状岩体(侵入岩体、喷出岩体等)。借助三维GIS的可视化技术与面向对象的构模方法，根据非层状岩体的空间几何特征及地质数据的特点，提出适合于非层状岩体的数据模型，采用断面构模技术实现非层状岩体三维构模。利用多条轮廓线之间的三维表面重构方法构建非层状岩体的表面模型，将多条轮廓线之间的表面重构问题转化为体数据中的等值面构造问题。进而形成非层状岩体的三维可视化构模技术。开发了三维可视化构模系统，并利用该系统所提供的构模技术实现了灵宝金矿侵入型岩体三维模型的构建。     

一种基于似三棱柱的三维地学空间建模及应用

三维现象随着研究领域的不同 ,其描述空间实体的方法存在较大差异 ,一种数据模型很难适合所有的应用领域 ,应根据研究领域空间实体分布特征 ,设计出专用的三维空间数据模型。本文对三维GIS及地学领域的空间构模进行了研究 ,提出了一种三维地学空间构模方法———似三棱柱(STP)法。为该构模方法设计了数据结构 ,分析了其空间拓扑关系的建立 ,并在地质三维可视化实例中 ,用似三棱柱法构建三维地质模型。     

广东石人嶂矿床三维建模及利用块体模型进行储量估算的研究

三维地质建模的成功是深部找矿预测与储量估算的关键,文章利用国产3DMine矿业工程软件系统,整理并数字化了石人嶂矿区大量的地质勘探资料,针对矿区深部钨矿脉纤细、簇型分布等特点,改革传统的矿体圈定方法,探索并建立了石人嶂钨矿的地层模型、构造模型、矿体模型、地质工程模型等,实现了矿区深部数据的三维可视化。经反复计算校验,结果表明:在矿体的块体模型中依据采样点的品位信息采用距离幂次反比的估算方法对资源储量估算更为合理。石人嶂钨矿的三维地质综合模型对揭示矿区成矿规律、形象地选择矿体精确便捷的储量估值方法、深刻了解地质体的空间位置关系都至关重要,并能为矿产勘查及工程规划等提供科学依据。     

矿体三维模型与计算机地质制图发展方向探讨

矿山生产的对象是地质体 ,无论是生产勘探、采矿设计、采掘 (剥 )计划编制和采、选生产 ,每个环节都离不开地质信息 ,所以地质信息的存储、统计、调用、反馈和管理等工作的计算机化 ,是所有生产技术环节计算机化的基础。但是 ,作为这一系列工作基础的乃是作为地质信息载体的矿山地质图件 (含测量信息 ) ,因此可以说 ,矿山地质制图工作的计算机化 ,是实现矿山各项技术及管理工作计算机化的基础。1　利用计算机建立矿体三维模型与绘制地质图的思路及其各自优点1.1　矿体三维模型矿体三维模型建模的步骤有 3 :①建立矿体几何模型 :将矿体划分为…     

基于空间信息的三维地学模拟理论及研究

介绍了3DGM理论以及构模方法,即块段构模法、线框构模法、实体构模法、断面构模法、表面构模法等,并从6个方面提出了若干个技术前沿问题,并对三维地学模拟的发展趋势和研究思路进行了分析,从而为其进一步的研究与软件开发提供了基础。     

非连续型非褶皱岩体三维可视化构模技术及应用

根据工程岩体的几何特征，从三维可视化构模的角度上，将工程岩体分为：连续型非褶皱岩体、非连续型非褶皱岩体与褶皱岩体三大类型。提出了适合于非连续型非褶皱岩体三维可视化构模模型，构造了相应的数据结构，开发了表面构模技术用于这类岩体的构模。在此基础上，利用OpenGL技术，在VC 环境下研制了可视化构模系统。利用该系统建立了某岩土工程研究区域的岩体三维可视化模型。     

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。     

国内三维建模方法对比与思考

基于三维建模技术丰富的内涵展开论述，详细探讨了三维空间模型及其构模方法，并对比分析了目前常用的10种三维构模方法（或建模技术）的优缺点及适用场合。     

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。     

岩体结构三维构模技术及其可视化系统研制

根据岩体的构造特征 ,将岩体内部划分成两大类四种基本类型的构造单元 ,即连续型非褶皱岩体、断裂型非褶皱岩体、褶皱型岩体、侵入型岩体 ,并建立相应的空间数据模型。利用柱体构模、表面构模、单轮廓断面构模、多轮廓断面构模技术分别进行这四种类型岩体的三维构模。在此基础上 ,开发岩体结构三维可视化构模系统。     

基于3Dmine的矿山三维地质建模研究

为实现三维可视化及推动数字矿山建设,通过3Dmine矿业工程软件创建了牛倮河铅锌矿区三维地质模型。在矿山已有地质勘查资料的基础上,结合2018—2019年新增地质调查工程,建立了矿山的地质数据库,并且构建了矿山的地表、地层、断层、矿体和块体模型,实现真实直观的三维可视效果。同时运用距离幂次反比法,快速、准确的估算出资源量,大大提高了工作效率,降低了矿山成本,方便日后找探矿设计、勘查报告以及采掘方案编制等。     

基于虚拟样机技术的矿用机车制动系统的动态仿真

首先建立了矿用机车制动过程数学模型,应用三维软件Pro／E对机车进行三维建模,然后导入多体分析软件ADAMS完成了对机车的制动系统的动态仿真分析,最后通过应用数学模型对机车进行加载,仿真出列车制动曲线图,具有很大的实用价值。     

Compatibility of the Support System Consisting of Yielding Elements and Shotcrete Lining in Highly Faulted Grounds

The design procedure is made for a mine shaft where permanent underground facilities are interconnected. The highly faulted grounds were identified using empirical and semi-empirical theories. Furthermore, the behavior types are presented. This paper presents excavation and support methods in such ground conditions and the calculations results show that the installation of the yielding elements have an effect on support elements and prevent shotcrete damage during the curing stage. Different numerical analyses carried out showed that, with the yielding elements installed, the total displacements increase but the final axial force reduces, and therefore, the characteristic compressive strength of shotcrete is not exceeded. The calculation results of ground loads and displacements on the designed support system are presented with a 3D numerical geo-mechanical model adopted for highly faulted ground surrounding deeper complex underground structures.     

深部巷道围岩分区破裂三维地质力学模型试验研究

 为模拟分区破裂的产生条件和破裂机制,以淮南矿区丁集煤矿深部巷道为工程背景,通过相似材料三维地质力学模型试验再现深部巷道围岩分区破裂的形成过程,通过多种测试手段获得巷道围岩内部的应变和位移呈现波峰和波谷间隔分布的波浪形变化规律,从巷道围岩的破裂现象及其应变和位移的变化规律,有效揭示深部巷道围岩分区破裂的形成条件和破坏规律,为深入研究深部巷道围岩的非线性变形破坏机制奠定坚实的试验基础。     

基于CALS及Surpac-FLAC3D耦合技术的 复杂空区稳定性分析

 由于受地质条件和探测技术的限制,传统探测方法很难获得复杂空区精确的实际空间分布形状,由此得到的空区用于建立数值分析模型显得过于粗糙,在此基础上进行空区稳定性分析的可靠性程度不高。采用空区激光自动扫描系统(CALS)对复杂空区进行激光扫描,在获得精准三维点云数据的基础上,运用Surpac软件模拟出空区的三维地质模型,通过耦合方法可以在FLAC3D中生成与实际空区空间分布一致的数值模型,提高复杂空区稳定性计算的准确性和可靠性。选取三道庄露天矿的地下空区作为工程实例,利用CALS获得不规则空区的实际空间边界。在此基础上,运用Surpac进行三维块体模拟,研究Surpac与FLAC3D模型耦合技术,成功地将三维模型数据导入FLAC3D中,结合现场实际勘测的围岩力学参数,对空区进行静力计算,分析空区的稳定性。     

不同洞形与加载方式对深部岩体分区破裂影响的模型试验研究

 随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为研究分区破裂的破坏机制和形成机制,以淮南矿区丁集煤矿高地应力深部巷道为工程背景,采用模型相似材料和数控真三维加载模型试验系统,开展圆洞、城门洞和马蹄形洞在沿洞轴向和垂直洞轴向加载条件下的洞室开挖真三维地质力学模型试验。模型试验研究表明：(1) 初始最大主应力平行于洞轴方向且其量值超过1.5倍围岩单轴抗压强度是深部岩体产生分区破裂的重要条件;(2) 洞室分区破裂的范围与洞形和洞室尺寸有关,洞室尺寸越大,分区破裂范围越大。模型试验结果有效揭示分区破裂的形成条件和破坏规律,为深入研究高地应力深部岩体的非线性变形特征与破坏机制奠定了坚实的试验基础。     

基于三维地形模型的道路选线与可视化模拟

提出一种基于三维地面模型,在坡度和弯角控制条件下的道路自动选线流程,解算道路施工中的路基土石方工程量,生成道路的三维实体模型.通过良好的人机交互的道路选线过程,以解决其他自然和经济条件限制.通过土石方自动计算、技术指标统计和三维道路模型展现,为多种方案的选择提供量化的指标和可视化的效果.     

三维可视化技术在矿山环境修复中的应用与研究

三维可视化是一种利用计算机技术再现现实世界各类物体的可视化技术,并传达三维物体的复杂信息,使其具有实时交互的功能,是对现实世界的真实再现。在计算机软件、无人机飞速发展的时代,无人机的发展可以清楚地还原矿山破坏区的现状,而计算机软件的发展可以还原治理后的三维可视化矿山形态,直观地给人呈现治理后的矿山环境状态。本文以山西省忻州市宁武县矿山环境治理为例,针对三维可视化软件在矿山中的表现难点与创新点加以分析解决,为今后的矿山环境治理项目景观效果的呈现提供更多的依据。     

排土场空间效应及其稳定性评价方法研究

 依托矿山排土场工程实例,采用调研、试验和数值分析相结合的研究结果表明,评价结果和过程安全性相悖的关键在于排土场地基–排土体相互作用下的系统空间效应和自身组构特征分层效应。通过现场实证、理论分析和数学物理模型解释凹形的空间夹持效应和凸形发散作用。给出稳定性分析采用2D或3D模型应遵循的高度和曲率半径关系条件的基本原则。进一步,采用允许变形和部分破坏的设计理念,以地基坡度、基础性质、排土料岩性、混合体坡高和坡脚线距离为基本因素,区分设定作业台阶安全标准和整体稳定标准,关联安全等级与控制标准以及考虑降雨及地震工况组合,建立以安全系数为主,综合应力场、位移场、塑性区分布特征的综合评价方法技术路线和流程。