工程地质平切分析论文

2022-04-26

近日小编精心整理了《工程地质平切分析论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!【摘要】在试爆时对选定的几个特殊点进行爆破振动监测,并采用萨道夫斯基公式对采集的监测数据进行计算,将计算结果与理论值进行比较,从而分析在岩溶地区爆破振动实际取值与理论值的差异,提出在岩溶地区隧道施工时爆破振动理论值的取值修正方案以及施工中应注意的相关问题。

工程地质平切分析论文 篇1:

瞬变电磁法在煤矿采空区探测中应用

摘?要 介绍了瞬变电磁法的基本原理、技术和方法。基于富水老空区与围岩在视电阻率值上的明显物性差异,利用瞬变电磁法在同一深度视电阻率切片图以及同一测线视电阻率等值线图中的低阻异常来圈定采空区,为钻孔位置确定提供依据,以确保煤矿安全高效的开采。

关键词 瞬变电磁法;视电阻率图;采空区

煤矿开采过后形成大量的采空区,采空区常有积水存在,给各矿井安全生产带来极大的安全隐患,因此,及时查清煤矿采区范围内的采空积水情况,进行探放水工作,排除安全隐患,保证煤矿安全生产是十分必要和紧迫的。瞬变电磁方法在资源勘探、构造探测、环境调查与监测和水文与工程地质调查等领域被广泛的应用,尤其是在地下水探测方面有良好的效果,在煤炭开采过程中用于探测煤层顶底板含水层富水区的分布情况,构造的导、含水情况,老窑采空区富水性及导水通道等。本文结合某矿区采空区内水文探测实例,分析总结了瞬变电磁法探测采空富水区的实用性和有效性。

1 瞬变电磁法基本原理

瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method,简称TEM)属于电磁感应类探测方法,它遵循电磁感应原理,其机理就是导电介质在阶跃变化的电磁场激发下而产生的涡流场效应,即利用一个不接地的回线或磁偶极子(也可以用接地线源电偶极子)向地下发射脉冲电磁波作为激发场源(习惯上称为“一次场”),根据法拉第电磁感应定律,脉冲电磁波结束以后,大地或探测目标体在激发场(即“一次场”)的作用下,其内部会产生感生的涡流,这种涡流有空间特性和时间特性。其大小与诸多因素有关,如目标体的空间特征和电性特征、激发场的特征等,而且因为热损耗的缘故会逐渐减弱直至消失。人们虽然不能直接测量这种涡流的大小,但是可以利用专门仪器观测这种涡流产生的电磁场(称为“二次场”)的强弱、空间分布特性和时间特性。

针对一次脉冲信号所激发的二次场信号表示为:

(1)

式中:μ0—磁导率;M—发送线圈磁矩;q—接收线圈等效面积;ρ—地层电阻率;t—时间。

2 瞬变电磁法处理与解释

2.1 数据处理

瞬变电磁法观测数据是各测点各个时窗(测道)的瞬变感应电压,需换算成视电阻率、视深度等参数,以便对资料进行解释。

视电阻率计算公式为:

(2)

式中t为时窗时间,m为发射磁矩,q为接收线圈的有效面积,V(t)是感应电压。视纵向电导Sτ和视深度hτ的计算表达式为:

(3)

(4)

式中V(t)/I是归一化感应电压,A为发射回线面积,d(V(t)/I)/dt是归一化感应电压对时间的导数。

上述视电阻率、视深度是处理应得到的基本参数,根据资料的实际情况应进行滤波、一维反演等处理,直至获得合适的解释数据。

2.2 成果解释

1)垂直断面与水平切面解释相结合。视电阻率—深度拟断面图是基础,从横、纵两个方向同时直观地反映地层的电性变化特征,可以提供层位划分、层位追踪、深度确定、异常圈定等方面的诸多信息,如果把已知钻孔、断层、煤层和其它特征层的地质信息附加其上,即可构成综合拟断面图。视电阻率异常平面图反映某高程(层位)岩层的电性分布和变化特征,常用来分析和确定地质异常体的平面分布位置、规模范围、走向延伸等情况,形象地称之为水平切片,根据需要原则上可以提供任意高程的水平/顺层切片,视电阻率平面等值线异常图是资料分析和成果表现的主要图件。

2)电性解释与综合地质分析相结合。由于受目前技术手段和技术水平的限制,所获得的各种原始信息及经过处理的探测成果数据资料等,均存在一定的局限性或片面性,特别是电磁法勘探成果还存在一定的多解性。但从地质规律而言,这些资料信息均存在着一定的内在联系。在电磁法资料解释的基础上,对煤矿勘探和生产中所获取的钻探、巷探及采掘揭露的各种地质资料信息,采用多种方法(如数理统计、地质统计、数学模拟等)进行综合、集成分析和处理,结合电磁法解释成果,运用地质理论进行综合地质分析,去粗取精,去伪存真,从中提取有用的地质信息,并通过建立特定的数学地质模型,总结和研究勘探区范围内的构造发育和煤层厚度变化等地质规律,反过来对瞬变电磁勘探成果进行分析对比,进一步细化资料解释,得出符合地质规律的电磁勘探结果,以提高成果的精度和可靠性。

3 应用实例

3.1 仪器选择及参数设置

本次勘探采用的仪器是加拿大GEONICS公司生产的PROTEM67瞬变电磁系统。该系统包含了PROTEM瞬变电磁仪接收机和PROTEM57/67发射机。

PROTEM瞬变电磁仪具有很多独特的优点。例如:PROTEM的关断时间最小可短至2.5μs甚至更短,这样便能获得早期信息,提高浅层分辨能力;PROTEM中应用了很多技术,以提高其信噪比,并且其动态范围达到132dB;为了提高勘探深度使用加大发射线匝尺寸和降低可分辨信号电平(它取决于仪器的精度)的方法等等。PROTEM瞬变电磁仪的技术指标和稳定性是最高的。它可实现三分量观测,有30个观测门,接收线圈带有极低噪声的前置放大器,具有多种提高信噪比功能。有三种不同类型的发射装置,即TEM47、TEM57-MK2和TEM67,其相应的勘探深度可达150 m,500 m和1500 m以上。

3.2 测区内基本地质概况

区域范围内,含水(层)岩组自上而下有:第四系松散岩类含水岩层、第三系泥灰岩、砾岩岩溶孔隙~裂隙含水岩组、侏罗系上统砾岩孔隙~裂隙含水岩组、侏罗系中统马凹组砾岩类含水岩组、侏罗系下统义马组底砾岩类含水层。本矿及邻近矿井生产实践表明,上述各含水岩(层)组中,对开采2-3煤层有直接充水作用的,主要为侏罗系中统马凹组砾岩类含水层、侏罗系下统义马组底砾岩类含水层。

3.3 采空区地球物理特征

不同的岩层具有不同的电阻率,电法勘探就是通过测定地下不同地点不同深度的电阻率值间差异来达到寻找目标地质体的目的,在理论上,干燥的岩石、煤层和空气的电阻率相对极大,但实际上岩石中的孔隙、裂隙总是含有若干水分,随着岩石的湿度或者含水饱和度的增加,其电阻率将会急剧下降。煤层围岩在岩层完整时其含水性较低,电阻率值较高,如果它们受到各种地质作用的影响,产生破碎裂隙或溶蚀,这将导致其含水性显著增加,岩石的导电性就会显著增强,其电阻率值将会明显降低。一般来说,含水断层和含水岩层的电阻率远小于周围不明显含水围岩的电阻率,这是通过电法勘探评价断层和含水层富水性的物理依据。换言之,寻找煤层顶底板富水区和断层含水性的问题就转换为寻找含煤岩层中低阻异常分布的问题。

3.4 探测结果分析

据各测点视电阻率值反演结果,对于区内各测线均制作了瞬变电磁视电阻率断面图,可以对区内各测线视电阻率反演结果进行对比解释。下述剖面图纵坐标表示标高,横坐标表示测点桩号,图中蓝色表示低阻,红色表示高阻。

图1(a)视电阻率断面图,视电阻率值剃度变化基本是连续和平滑的。煤系地层视电阻率等值线变化梯度方向是:从大桩号向小桩号逐渐降低,这种视电阻率变化形态符合测区地质资料显示的地层情况。图1(b)1800线视电阻率断面图,与煤系地层视电阻率值剃度变化方向基本都是一致的:从大桩号向小桩号逐渐降低,反映出地层倾向是由北向南倾斜的。这种视电阻率变化形态和推出地层倾向符合测区地质资料显示的地层情况。图1(c)1760线视电阻率断面图中可以看到黑色线条标志的2-3煤层位置,视电阻率等值线基本上是连续的,无较大的畸变形态出现。只是剖面的小桩号5120点附近电阻率值有明显锯齿状畸变,推测该区域有地层遭到破坏的可能。图1(d)1400线视电阻率断面图,该剖面图中,视电阻率等值基本是连续的、光滑的,推出在该剖面图所在的区域无明显的低阻异常区发育。剖面中有几处较高阻的区域,如5200点附近区域视电阻率值与围岩比稍高,解释该区域有煤层采空区存在,因其不富水,而又是一个较为独立的空间,这种采空区一般是较高阻的,在视电阻率形态上类似于剖面图中的表现形式。

根据任务需要,依据矿方提供的综合柱状图,煤层上覆泥岩层厚约70 m,切取煤层上方80 m顺层切片应该能反应煤层顶板砂砾岩层富水性特征。故提取了测区内2-3煤层上80 m视电阻率顺层切片图,在顺层切片图上可以较为清晰的分辨低阻异常分布位置

情况。

在2-3煤层上80m视电阻率顺层切片图4中,圈定6处低阻异常区,其中左下方低阻异常较为明显,推测富水可能性较大。根据视电阻率顶板上80 m顺层切片图低阻异常发育情况,制作了2-3煤层顶板富水性分布示意图,见图3所示。

根据地质任务要求,提取了测区内2-3煤层顺层视电阻率顺层切片图,在顺层切片图中,可以较为清晰的分辨低阻异常分布位置情况。

图4显示该区域存在煤层采空区且具有一定的富水性,所以2-3煤层视电阻率顺层切片图在这个区域有低阻异常反应。同时由于煤层的开采,造成煤层顶板砂岩裂隙较为发育,形成顶板低阻异常区。据2-3煤层视电阻率顺层切片图低阻异常发育情况,制作了2-3煤层采空区低阻异常分布示意图(如图5所示)。该层位的低阻异常区很可能是煤层采空富水区。

4 结论

应用结果表明,瞬变电磁法可以用于煤矿采空区探测,能准确确定异常的位置,同时工作效率高,施工简单。且划定的异常范围已大部分被矿方钻探资料所验证,从而也证明了该方法的实用性和可行性。相信随着该技术的不断完善,在煤矿开采中的水害防治和地质保障方面,会取得更好的效益。

参考文献

[1]赵金福.中国煤矿防治水技术经验汇编[M].北京:煤炭工业出版社,1998.

[2]刘树才,刘志新,姜志海.瞬变电磁法在煤矿采区水文勘探中的应用[J].中国矿业大学学报,2005,34(4):414-417.

[3]刘树才,岳建华,刘志新.煤矿水文物探技术与应用[M].徐州:中国矿业大学出报社,2005.

[4]牛之琏.时间域地磁法原理[M].长沙:中南工业大学出版社,1992.

[5]蒋邦远.瞬变电磁法勘探[M].北京:地质出版社,1998.

[6]李貅.瞬变电磁测深的理论与应用[M].西安:山西科学技术出版社,2002.

作者:郭跃

工程地质平切分析论文 篇2:

岩溶地区隧道爆破振动监测与分析

【摘要】在试爆时对选定的几个特殊点进行爆破振动监测,并采用萨道夫斯基公式对采集的监测数据进行计算,将计算结果与理论值进行比较,从而分析在岩溶地区爆破振动实际取值与理论值的差异,提出在岩溶地区隧道施工时爆破振动理论值的取值修正方案以及施工中应注意的相关问题。

【关键词】岩溶地区;爆破振动;计算分析

1. 引言

目前,在隧道的施工建设中,由于具有较强的适应性以及较低的开挖成本等特点,钻爆法仍然是隧道掘进的主要手段,特别对山区隧道更是如此。但是爆破开挖一方面会对隧道围岩,特别是软弱围岩的稳定性产生明显的破坏,这将直接影响隧道施工及运营期间自身的安全稳定;另一方面,爆破开挖会产生爆破地振动效应,引起地表和其他既有的建筑物、构筑物不同程度的破坏。因此,为了确保工程顺利进行,降低爆破公害,需要建立工程爆破振动控制与监测系统。

2. 隧道爆破监测

2.1工程概况。

(1)双碑隧道工程位于重庆市沙坪坝区,全长4.373Km,穿越中梁山,沿线经过西永镇,歌乐山镇和双碑街道。隧道设计左右线采用分离式双洞单向三车道,隧道进口位于沙坪坝区西永镇香蕉园村,地形坡角15°~20°。隧道出口位于重庆二钢厂耐火分厂十二车间附近,地形坡角20°~25°。两隧道线路测设计中线间间距为20m,为小净距隧道。隧道开挖采用光面爆破或预裂爆破技术掘进。

(2)隧道穿越的观音峡背斜两翼的三叠系雷口坡组和嘉陵江组地层岩溶和地下水较发育,同时,本隧道所穿越的中梁山地表水库、泉眼、鱼塘、农田、溶沟、溶槽密布,且地表、地下水力联系十分复杂,隧道施工至上述地层时,可能遇到突水、突泥、地表水大量泄漏等施工安全风险和引发环境灾害等问题。

(3)隧道地表村镇和民居密布,隧道施工过程中地表水大量泄漏,爆破开挖时地表震感明显,部分位置地表出现轻微沉降现象,上述问题对居民的日常生活以及对地表各建筑构筑物的安全产生了一定的影响。

2.2仪器选择。

(1)本次监测采用了由IDTS3850型振动测试仪、IDTS385 Seismograph软件、计算机、打印机等组成的测试系统(如图1)。

(2)本仪器具有便于携带,分辨率高等特点,其最小分辨振动达到 0.0016cm/s,读数精度达到0.5%,能有效监测远离爆破源的振动信号,近年来在爆破振动监测中得到广泛的应用。其数据记录为三维振动同步记录,拾振器1、拾振器2、拾振器3分别测量振动速度的水平径向分量Vr、水平切向分量Vτ和垂直分量VZ(速度传感器指标见表1)。

表1速度传感器指标指标要求1 水平方向 1垂直方向速度灵敏度1 330mv/cm/s±5%1 310mv/cm/s±5%频率响度1 28Hz~1000Hz±10%1 4Hz~1000Hz±10%幅值线性度1 3%1 3%位移1 0.1μm~2200μm1 0.1μm~2200μm速度1 0.01μm~30cm/s1 0.01μm~30cm/s圈2测试获得的振动波形圈示例2.3测点布设。原则上监测点布置在位于隧洞拱顶上方及两侧的学校、居民房、道路及附属建筑物、企事业单位等的建构筑物所在地地表面。在本隧道爆破开挖过程中,由于具有溶洞等不良地质,存在地表水大量泄漏,部分地段地表出现沉降等现象,因此,为了减轻及控制爆破开挖对地表产生的不利影响,在测点的布设时按照“在隧道掌子面正上方作为监测主要观测点,对地表重要居民区个别建构筑和发生了地质灾害的不良地质区进行监测”的原则进行布点,隧道爆破施工时,对各个监测点同时进行监测,并进行现场采样记录(见图2),分析振动效应。

3. 数据采集与分析

3.1公式选用。依据《爆破安全规程》规定,爆破振动监测相关系数一般采用 M.A萨道夫斯基公式计算:

V=K31Q1Rα其中,R为爆破时观测点距爆源中心点的距离;Q为单响炸药用量;V为观测点振动速度;K、α为与爆破点地形、地质条件、爆破方式等有关的系数和衰减指数。

3.2数据采集分析。

(1)爆破形式、地质和场地等外部条件对爆破振动速度影响较大,结合工程地质勘察资料(双碑隧道所通过地层岩属中硬岩石),K及α取值范围分别为150~250、1.5~1.8。本文以M.A萨道夫斯基公式为基础,在试爆时对地表沉陷处、拱顶正上方等测点进行实地测量,以M.A萨道夫斯基公式对观测点振动速度最大值与最小值进行理论计算,即:

Vmax=250×311501R1.5;

Vmin=150×311501R1.8

作者:马维文 曾德荣 苏航

工程地质平切分析论文 篇3:

三维地质建模在大型引调水工程中的应用

摘 要:华北平原大型引调水工程具有跨越地层单元广、工程数量多、工期集中等特点。本文结合GeoStation软件的自动建模、半自动建模及分区块建模功能,建立了一套大型线型水利工程的建模流程方法;将工程划分为独立单元进行分区建模,解决了建模操作面单一的困难,兼顾了模型质量与建模效率的平衡;介绍了建模过程中的实际经验和模型应用情况,为大型线型水利工程的三维建模和模型应用提供了参考。

关键词:引调水工程;三维地质建模;GeoStation

我国是水资源短缺的国家。特别对于华北平原而言,水资源时空分布不均、水环境恶化、生活工业用水供需紧张已经成为制约当地社会经济快速发展的关键因素[1]。兴建大型跨区域引调水工程在加强可利用水资源管理、保障居民生活用水质量、促进受水区社会经济发展方面有难以替代的作用,是提升区域水资源承载力的有效途径[2]。仅河南省已投入运行及在建的大型平原区引调水项目有:南水北调中线及其配套工程、引江济淮(河南段)工程、赵口灌区工程、小浪底北岸灌区工程、西霞院水利枢纽灌区工程等。

随着地学信息化的发展,数学地质正向“数字地质”发展[3-4],建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)为岩土数字化工作带来了契机与挑战[5]。相对于工业民用建筑行业已日趋成熟的BIM技术水平,水利水电行业以涉及专业多、建设周期长、建设内容繁杂等特点在BIM领域仍处于初级发展阶段。尤其是在大型线型引调水工程上,目前处于起步探索阶段,缺乏针对该类项目的一套完整作业流程及标准。

当前,发达国家主流的三维地质建模软件有法国达索公司的CATIA、英国Data Mine公司的Data Mine Studio、美国PST油藏技术公司的GOCAD和Autodesk公司的Revit、澳大利亚Micromine公司的Micromine软件等[6-7]。从国内来看,深圳秉睦科技有限公司的BM_GeoModeler、南京库伦公司的EVS和华东勘测设计研究院的GeoStation等近年都在岩土建模领域取得了良好的应用效果[8-9]。本文以華东勘测设计研究院依托MicroStation软件平台开发的地质三维勘察设计系统GeoStation为例,介绍平原区大型引调水工程的建模经验。

1 Geostation建模流程

GeoStation是华东勘测设计研究院依托Bentley公司的MicroStation软件平台开发的地质三维勘察设计系统。主要建模流程为地形面建模—数据入库—地质界面建模—地质体建模,如图1所示。

1.1 地形面建模

在实际建模工作中,地形数据主要来源于两方面:一是基于测绘专业的DEM数字高程模型生成的TIN三角网格(下称方式一);二是基于dwg格式地形图中的等高线及高程点生成的地形mesh面(下称方式二)。在Smooth(光滑)显示模式和Wireframe(网格)显示模式下,同一场地基于DEM和等高线两种不同数据生成的地形面对比如图2所示。由此可以看出,方式一生成的地形面在精细度和准确度方面相较方式二具有明显优势,但其成本较高;方式二基于dwg格式等高线生成地形面,具备操作简单、数据量小、修改灵活等优点。

(a) Smooth模式下地形面对比

(b) Wireframe模式下地形面对比

在处理地形数据时,为了避免其与后期工程数据不匹配,人们应注意以下两点:使用dwg文件转入GeoStation生成地形面之前,要将图形单位设置为米(m);前期地形数据和后期地质要素、建筑物位置信息应统一在相同的坐标系中。

1.2 数据入库

建模人员可通过数据管理系统(GeoData Manage)对项目各种属性数据进行录入,包括项目阶段、区域、地质测绘、勘探、试验和物探数据等,也可以在建模软件中对绘制元素进行属性定义,再导入数据库。

1.3 地质界面建模

地质界面元素的建模工作按几何特征要素可分为两类:即规则面元素建模和不规则面元素建模。规则面元素适用于产状稳定的地质要素,如沉积岩岩性界面和简单构造。地质人员仅指定面产状和出露点即可完成面元素的建模,简洁高效,后续剪切亦不易报错。不规则面元素建模适用于无明显展布规律的地质要素,如覆盖层、变质岩岩性界面、大型褶皱等复杂构造。建模人员需要绘制必要的辅助线网格,对面元素的几何形状进行控制。

1.4 地质体建模

地质体主要建模方式有拉伸成体再剪切和围合成体等。建模人员可将面元素拉伸至指定高程或厚度成体,再用面截切体得到符合要求的几何体形状。此建模方式逻辑简单直白,困难在于面剪切体过程中软件运行时间长,报错率高。

围合成体需要定义地质体的顶、底面,围合范围为顶、底面在垂直方向上的最小相交面积。实际操作中,此建模方式软件运行成功率高,但围合前需要对斜面进行多次剪切围合,避免地质体之间存在空腔。

值得注意的是,地质体建模阶段,各种点、线、面、体元素交错,空间位置相互堆叠,有必要及时对新生成的面和体模型进行属性定义,方便对各元素的模块化管理。

2 工程区单元划分

大型引调水工程一般由取水枢纽、输水建筑物、控制建筑物、交叉建筑物、调蓄水库以及末端配套工程组成,空间上一般分为调出区、输水线路区和受水区。其具有跨越地层单元广、单项工程数量多、工期集中等特点。为了兼顾建模效率及模型质量,有必要提前对项目进行分区块切割,依据在空间、功能、复杂程度等方面的不同将工程划分为多个独立单元,针对各单元特征采取与之相适应的建模方法。

地质三维勘察设计系统GeoStation按照行业领域分为多个软件产品,包括水利水电工程地质三维系统(GeoStation for Geology)和城市岩土工程地质三维系统(GeoStation for City)等。虽然二者的产品遵循各自的行业标准,但其所生成的dgn模型可以相互通用,为引调水工程模型的单元切割和整合提供了便利。下面以河南省某大型灌区为例,简要介绍工程区单元划分的经验与体会。

一是对于位于地势平坦区域、地层结构简单的节制闸等控制建筑物、中小型末端配套建筑物等,可类比普通工业民用建筑物建模方法,利用GeoStation for City中的自动建模技术。地质人员只需要录入钻孔数据,设定网格间距,程序便可自动实现地层划分。软件自动建模可以显著提升建模效率,满足简单建筑物“量多”的需求。

二是对于倒虹吸、穿河隧洞、渡槽等大型交叉建筑物或局部地质条件复杂的工程单元,可采用半自动建模技术。地质人员需要划定建模边界,设置参数生成初始地质体,然后对局部重要地块进行修正。半自动建模方法在保障模型重点区域准确的同时缩短了建模周期,在一定程度上达成了模型质量和建模效率的平衡。

三是对于丘陵、峡谷区地貌的取水枢纽、调蓄水库等大型建筑物,涉及断层、褶皱、透镜体等复杂地質要素的工程单元,应建立大量虚拟钻孔和垂直辅助剖面,根据项目进度对模型进行多期次、逐步精细化的修正,地质人员需要根据自己丰富的专业经验绘制辅助线网来达到精准控制地质要素的目的。

3 模型应用

三维地质模型是BIM三维模型的重要组成部分,其根本应用是数字化交付,以协同上、下游专业的信息交互,保障项目成果的连续性和累积性,解决信息孤岛,为项目全生命周期的建设运行提供高效率、高质量的基础条件。现阶段,三维地质模型在地质专业中还有批量出图、开挖量估算、可视化分析及成果验证、数值分析等应用。

3.1 批量绘制图表

三维地质模型完成后,专业人员可以对模型进行任意剖切,设置相关出图细节,计算机会依据数据库信息、模型属性等批量打印各种表格,绘制剖面图、平切图、钻孔柱状图等。在遇到设计变更时,应用三维地质模型批量绘制图表,能有效缓解工作量烦琐、重复劳动多、校核难度大等困难。

3.2 开挖方量估算

三维地质模型可以清晰地展示各地层的空间展布情况,并根据施工开挖参数进行动态虚拟开挖设计,方便、快捷得到各岩性层的开挖方量和回填方量(见图3),为土石方工程造价预算提供参考,从而达到降低人力预算及物资消耗的目的。

3.3 可视化分析及成果验证

大型引调水工程线路长,勘察期次多,地质条件复杂。对于穿越复杂地质条件区域的线型项目,传统二维图件难以完整、直观地传递工程区内的地下空间构造和地层分布变化。三维地质模型有助于地质人员从多维度、多视角丰富空间想象,及时捕捉二维空间中不易获取的信息,提高对工程区内地学规律的认识和判断水平,为勘测设计提供更充分的解释和验证。

大型引调水工程勘察过程中会出现多期次成果不整合、各钻孔内地层划分不一致等现象,直接导致后期人员校核数据和修改图件费时费力。三维地质建模的过程会倒逼地质人员对所有钻孔数据进行梳理、概化,在校核原始数据的同时,便于地质建模人员更深刻地思考、认识区域内的地质成因及规律。此外,展布于同一三维空间中的试验、物探、钻探等数据组成了一幅立体的数据云图像,既能分析、印证各种地质资料间的相互关系,又易于向非专业人员展示勘测成果。

3.4 数值计算

随着计算机运算能力的普遍提升,数值分析计算冗繁的问题显著缓解,而在求解复杂问题时以其广泛的适用性受到越来越多专业人员的青睐。鉴于FLAC3D、Abaqus、Modflow等数值计算软件在前处理功能上的缺憾,将三维地质模型转化为可计算网格开展数值分析的需求日趋强烈。许多学者都发掘了各样基于三维地质模型生成可计算网格模型的途径,以补足数值软件在构建不规则三维地质体时的短板,这些尝试为三维地质模型在工程项目中的应用带来了欣欣向荣的生命力。

4 结论

大型引调水工程是解决我国华北平原水资源紧张的有效途径。建立一套完整的三维模型作业流程及标准可为完善大型引调水工程BIM建设体系、缓解地区用水矛盾、促进生态和谐提供技术支撑。针对大型引调水工程空间分布、建筑类别、地质条件等特征,将其划分为不同独立单元,并结合GeoStation软件的自动及半自动建模功能,可实现建模效率与模型质量的平衡,有效降低工程跨越地层单元广、建筑物数量多、工期集中等因素带来的建模困难。现阶段,三维地质模型的主要应用集中于可视化、开挖量估算、地质构造定性分析等,模型整体利用率还存在很大的挖掘空间。将三维地质模型与数值模型相结合进行定量分析,将极大地拓宽三维地质建模在水利水电工程中的应用市场。

参考文献:

[1]刘佳骏,董锁成,李泽红.中国水资源承载力综合评价研究[J].自然资源学报,2011(2):258-269.

[2]陆海明,邹鹰,丰华丽.国内外典型引调水工程生态环境影响分析及启示[J].水利规划与设计,2018(12):88-92.

[3]趙鹏大.数字地质与矿产资源评价[J].地质学刊,2012(3):5-8.

[4]李青元,张丽云,魏占营,等.三维地质建模软件发展现状及问题探讨[J].地质学刊,2013(4):554-561.

[5]马丽.基于BIM的水利工程施工现场安全管理[J].河南水利与南水北调,2017(5):73-74.

[6]解凌飞,李德.基于BIM技术的水利水电工程三维协同设计[J].中国农村水利水电,2020,(3):105-111.

[7]江二中.基于GOCAD的某水电站三维地质建模技术研究与应用[D].重庆:重庆交通大学,2013:1-3.

[8]钱骅,乔世范,许文龙,等.水利水电三维地质模型覆盖层建模技术研究[J].岩土力学,2014(7):2103-2108.

[9]王国光,李成翔,陈健.GeoStation地质三维系统图件自动编绘方法研究[J].水力发电,2014(8):69-72.

作者:曹泰瑞 左霖 骆桂英

本文来自 99学术网(www.99xueshu.com),转载请保留网址和出处

上一篇:园林工程施工管理论文下一篇:数字文化创意管理论文