Civil 3D平台对复杂地层三维地质建模方法的研究与改进

Civil 3D是一款常用的土木工程软件,也是常用的BIM软件,但其三维地质建模能力较弱,其采用曲面建模的方法,对于地形平缓、地层平缓的工程基本能够建立准确的地质模型,但对于山区枢纽由于地形复杂、地层复杂,直接进行建模,容易导致地质曲面失真、错误。文章采用逐层剥离建模方法,对不同地质成因的地质体采用不同的插值算法对层厚进行插值计算,逐层计算地质体的顶、底面,解决了复杂地形、地层建模的问题,对复杂地层的地质三维建模具有较好的适用性,可以更准确直观地表达地质体的空间分布特征,对勘察单位的全过程BIM建模有借鉴意义。     

复杂地质单元的三维智能建模方法

本文针对机场高填方工程复杂地质条件,分析研究了场址区域地质背景的典型特征,提出了相应地质背景特征量的计算算法并推导了相应计算公式。在此基础上,基于智能地质建模算法原理,建立了基于区域地质背景特征的地质智能建模方法,开发了相关的应用程序,实现了三维复杂地质模型的任意方向、任意断面的切割和地层显示。最后根据某工程场地地质勘察钻孔资料等成果,建立了该场地的三维地质模型,对该场地地质概况进行了全角度、不同分层、任意断面的展现,同时通过该地质模型和实际地质背景的对比分析,验证了该方法的实用性和可靠性。     

大型地下洞室群地质信息三维可视化分析与应用

提出采用三维地质建模技术进行大型地下洞室群地质信息可视化分析的研究方法,构建了模拟真实地质形态的地下洞室群地质三维可视化模型,直观准确地描述了工程所处的地质条件和地质环境。基于所建立的地质模型,可实现与地下洞室群相关的多项地质信息的三维可视化分析。工程应用表明该方法可为应对复杂地质条件下地下洞室群设计与施工中的地质问题提供一种有效的分析手段。     

Geostation for City在长距离管线地质模型的应用

采用Geostation for City(岩土三维勘察设计系统)进行黄水东调输水管线的三维地质建模,并对长距离管线建模过程进行方法梳理。应用该软件系统基本实现长距离管线地质模型的建立,地质信息展现直观形象。利用三维方式展现地质模型将对以后地质工程的改革具有一定的指导意义。     

各向异性地质体精细三维建模的新方法

为建立精度更高的各向异性地质体模型,并更直观地呈现其空间分布优选方位,通过对克里金插值与离散平滑插值方法及相关软件的分析,提出联合这2种插值方法对各向异性地质体的精细三维建模方法流程:数据收集整理——各向异性取点克里金插值——误差分析——离散平滑插值三维建模。以上海东部某新近吹填区下伏软弱层(4)层土层为三维建模对象,直观地呈现出了建模区(4)层土层的空间分布优选方位,为该区地基处理、地质灾害(如地面沉降)防治等工程提供了可靠度更高的参考依据。     

利用多源数据构建三维地质模型在冬奥会综合管廊工程中的应用分析

依托冬奥会综合管廊工程,基于勘察过程中的地质测绘数据、钻孔数据、工程地质剖面等多源数据,详细阐述了利用多源数据构建三维地质模型的方法,建立了工程区三维地质模型,为工程地质评价、不良地质条件分析及施工地质预报提供了有效服务支撑。     

复杂地质结构三维建模技术应用与研究

复杂地质结构工程通常所采用的二维数据信息无法直观表达工程区的地形、地质情况,建立复杂地质结构的三维模型,可以形象、直观地了解工程地质条件的基础信息,回避或减少工程设计的风险,提高工程设计的效率与水平,降低工程投资成本,提高工程设计方案的准确性、科学性和前瞻性.以构建河口村水库的三维地质模型为例,探讨了复杂地质结构三维建模的方法.     

基于竖直钻孔数据的层状地层建模

为了解决由竖直钻孔数据构建三维地质模型的问题,提出了基于垂直方向的层状地层的划分方法,由此得到不同属性地层的空间拓扑关系,这些关系决定了地层上下排列序号.通过对每个竖直钻孔上补充排列辅助的数据,最后由序号进行各层相互的切割并产生了完整且较为复杂的三维空间拓扑结构.地层模型采用了基于三棱柱体体元的建模方法.结果证明该方法能较好地解决基于层状的地质结构建模.     

复杂地质条件下高精度三维地质建模研究

三维地质模型不仅可以直观地展示地质状况,还能够辅助和支持地质行业的技术决策,对地质工作研究提供三维数据支撑。针对复杂地质条件,提出了一种地层建模和岩性建模的混合三维地质建模解决方案。以武汉市长江新城起步区为例,基于EVS建模软件,以地质剖面和钻孔数据为基础,开展复杂地质条件下三维地质高精度网格化模型的建设研究,并采用剖面对比和岩性概率模型对三维模型进行验证和质量评估。在此基础上,开展三维模型可视化表达及应用研究。结果表明:用地层建模和岩性建模的混合建模方式可以适应复杂地质条件下的三维建模,模型结果科学、可靠,有重要的实际应用价值。     

CATIA在水利工程地质建模中的应用

随着科技发展,三维可视化地质建模技术的开发与应用会越来越受重视。文中通过某一个工程实例简单介绍了CATIA软件在水利工程地质建模方面的应用过程,总结了此软件建立地质模型的操作步骤与相关功能命令的使用方法技巧。整个流程表明:CATIA软件能够比较快速地建立三维地质模型,反映真实的地貌特征,从而在水利工程地质模型方面的应用前景广阔。     

岩溶回填改善地下洞室群围岩稳定性的数值分析

岩溶是石灰岩地区地下水作用的过程与结果,是隧道洞室所面临的不良地质现象之一。结合岩溶系统区域内大型地下电站的建设,采用显式有 限差分法模拟地下厂房的施工开挖,分析了岩溶系统对地下厂房洞室群围岩稳定性的影响,
评价了溶洞回填处理措施的加固效果。     

基于三维地质模型的大型地下洞室群布置优化研究

工程区域地质条件是影响地下洞室群布置最主要的因素。本文基于NURBS技术和地质结构单元实体分割理论，建立了工程地质三维整体模型。在该模型的支持下，结合参数化建模得到的地下洞室群三维几何模型，进行了模拟开挖和地下建筑物特征部位的地质三维可视化分析。将该方法应用于西南某大型水电工程中，在综合考虑各种约束性地质因素的条件下，通过多方案的地质综合评价，在地质构造上实现了地下洞室群布置的快速优化，为最终方案的确定提供了重要的技术支持。     

数字地质多源数据库及三维建模方法研究

地质信息数据采集方法有地表信息采集的3S技术、地质勘察方法、电磁波CT、数字钻孔摄像技术和三维激光扫描等,所采集的地质数据具有不连续性、不确定性、不同来源或类型的数据可信度不同的特点。根据多种手段获取的地质信息数据的特点,进行数据单位归一、属性归类,建立统一的耦合数据库。采用表面模型与实体模型结合的混合模型,即采用表面图形和优化了的能对地质体内部空间属性实现描述的数据构造三维地质体,从而实现了三维图形的高效显示和三维交互式分析。     

真三维地学模拟系统与水利工程应用

水利工程涉及工程地质与岩土开挖问题，在场址选择、渠涵选线、工程施工、沉陷与变形监测全过程中，需要一系列的地质调查、工程勘察、围岩结构及其稳定性分析基础工作。真三维地学模拟的主要目的是基于钻孔数据并综合地球物理与地球化学等多源地学数据来建立研究区域的集成地学空间数据库，并利用真三维体元来构建研究区域的数字化的真三维地层环境模型，从而在可视化环境中实现地层任意剖切、量算、揭层显示和开挖设计，以及各类地学统计、查询与空间分析。该文以煤矿地质环境建模为例，介绍了国产真三维地学模拟系统CeoMo^3D的基本功能，进而分析了GeoMo^3D在南水北调工程中的应用前景。     

滑坡区域的真三维数字仿真

介绍了一种滑坡区域的真三维数字模型仿真方法.通过已知的滑坡区地形数据,结合地质工作人员提供的剖面图,可以重建该区域的地下不同岩层属性及滑动面等与地质灾害紧密相关的地质结构.模型采用了基于三棱柱体体元的建模方法.实验结果证明该方法能较好地解决基于层状地质结构的三维仿真,能有效地将采样所获得的各种空间数据相融合,实现滑坡区域的真三维模拟,为地质灾害区域的防治提供可视化手段.     

TBM施工地质工作方法的探讨

在万家寨引黄工程隧洞施工中，由于TBM自身与施工方法的原因，地质工程师很难直接或全面地观察到洞室围岩体的地质情况，笔者通过在这种特殊条件下的施工实践，探索出了一套如何准确完整地做好施工地质记录和描述，以及对不良地质现象，如断层构造带和裂隙发育带、软弱夹层及石膏夹层、地下水、溶洞等的判别方法，从而为隧洞施工中围岩类别的确定提供了重要的划分依据，对指导施工支护衬砌，确保洞室安全与稳定有一定的实用价值。     

隧道施工超前地质预报研究进展

随着隧道工程的发展,距离特长、埋深特深、地质条件特复杂的隧道工程逐渐增多,因而隧道施工过程中产生的安全问题也随之增多。隧道施工超前地质预报则是确保隧道施工安全的关键保证,如何更加准确地对掌子面前方不良地质体进行预测预报,国内外学者展开了一系列理论分析、模型模拟以及试验研究。通过总结地质分析法、地震波法、电磁法、电法等一系列超前地质预报技术的研究进展,分析了这些技术的原理与优缺点,对现阶段隧道掘进机(TBM)施工环境下的超前地质预报技术进行了讨论。以“地质调查与物探技术相结合、长中短距离相结合、洞内外相结合、定性与定量分析相结合、经验法与专家系统分析相结合”五结合为原则提出了综合地质预报体系,并以地震干涉法超前地质预报这种新型技术为基础,探讨了相关领域的研究重点以及未来的研究方向,以期为推动隧道工程中超前地质预报技术的应用和发展提供借鉴与参考。     

TSP203超前地质预报系统在立洲电站引水洞的应用

在水电工程引水隧洞或其他地下洞室工程施工中,经常出现塌方、溶洞、高压涌水和大断层等不良地质洞段,给施工安全带来极大隐患。通常采用地质钻孔来探明前方地质情况,探测距离很短且耗时长。采用TSP203超前地质预报系统能有效地解决上述问题。该系统在水电工程施工中的成功应用,可对其他类似地下复杂施工工程提供参考和借鉴。     

Methods for Integrating an Extensive Geodatabase with 3D Modeling and Data Management Tools for the Virttaankangas Artificial Recharge Project, Southwestern Finland

An Oracle® relational database was integrated with a data management system including custom-made user interface, surface modeling, and three-dimensional (3D) modeling tools to produce an easily updatable 3D hydrogeologic model of the Virttaankangas aquifer, southwestern Finland. The area will be used to provide the 285,000 inhabitants of the Turku region with artificially recharged groundwater. The implementation of this artificial recharge project requires capabilities to store and process a variety of data, which are updating on a daily basis. The database and the integrated modeling tools allow the user to concentrate on the interpretation of geologic factors and their interactions and to have an access to the most up-to-date 3D hydrogeologic model, while the common and laborious routine tasks have been automated. Integration of the geodatabase, 3D hydrogeologic model, groundwater flow model and possible solute transport models can be used to reach the quantitative understanding of the aquifer system. During the process, the benefits of using geologic models and other visualization tools can be applied to many sectors involved with the artificial infiltration project.