基于GIS的不良地质体表达及其选线应用研究

发布时间：2020-10-21 01:13

　　 现代选线设计技术对信息化的依赖程度日益提高,需要融合RS、GIS、GPS等现代勘测及信息化技术支持,逐渐实现从“交图纸”到“交模型”的设计理念的转变。这一转变过程中,如何基于工程地质的选线理念,实现在多维立体环境下的选线方案优化是面临的一项技术难题。如今铁路以快速、舒适、大运量、后期运营安全且病害少为基本要求,如何能够去选择一条符合现代快速发展的铁路线路,是现代铁路发展的迫切需求。地质选线的目标就是最大限度地依附和利用地形和地质条件,寻求扰动最小的路线方案,尽量减少对不良地质现场的整治和改造。由于各种不良地质条件具有较强的隐蔽性,使得地质因素的空间分析成为路线方案比选过程中的主要难点,有时也会造成部分优选方案的缺失。铁路工程地质资料具有多源、多类、多量、多维、多主题等特点,各种地质数据在精确度、分辨率、数量、质量等方面也存在很大的差异。为了保证信息的有效性、准确性、一致性,需要融合GIS、RS、钻孔数据等相关技术资料进行整体的表达,结合线路方案优选的多目标评价方法,以满足立体化、模型化的选线需求。为此,论文主要完成以下几项工作:(1)研究基于遥感技术的线路不良地质判释方法线路行经区域的不良地质现象具有平、立面复合特性,对于大面积带状区域的滑坡、崩塌、泥石流、风沙区等具有典型平面区域特性的不良地质现象可借助遥感判释方法进行获取。同时,融合线路行经带状区域的地形分析,实现基于GIS、RS的线路地形、平面不良地质的统一表达。遥感技术对线路行经区域的判释能够更好的避免对不良地质区域勘测的遗漏,以便更好的选择线路通过方式。(2)研究基于GIS的三维地质体建模方法结合已有三维地形信息构建三维地质体表面模型,根据钻孔数据,采用ArcScene中三维的建模工具,研究基于离散岩层数据的分层TIN构建方法,完成基于钻空数据的多层地质体的三维空间实体表达,提供可用于选线设计不良地质实体建模方法。(3)研究不良地质区域平面线路优选方法针对复杂地质条件下的线路方案设计及比选问题,研究利用GIS的数据管理和空间分析决策功能实现线路方案行经区域不良地质特性的有效表达和提取,实现不同线路行径区域的平面不良地质现象提取。构建不良地质区域铁路走向辅助决策的层次分析模型,结合具体算例,实现基于GIS的不良地质区域平面线路方案优选。(4)研究基于GIS的平立面一体化选线设计方法以新建格库线通过风沙地区为例,分析平面不良地质现象的区域及属性表达方法,并设计相应的选线方案,从地质选线的角度完成方案比选。以某新建铁路行经滑坡区域为例,研究基于三维地形的滑坡实体的空间模型构建方法,在构建完成的实体模型上分别设计绕行、穿越、下穿等不同设计方案,从原有的平面绕行设计转化到空间立体化选线设计,经比选后获取最优的线路设计方案。
【学位单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U212.32;P208
【部分图文】：

兰州交通大学硕士学位论文．绪论铁路选线是一个综合性的设计工作。在铁路选线中需要考虑到铁路建设中每个设业的要求，设计过程中通过结合铁路桥梁、隧道、路基、线站等各个专业进行线路设计。在铁路选线过程中选线设计者应该考虑到线路经过区域的各种地质现象、地境、人口需求、经济发展程度等条件，综合各类因素以便能够设计出一条能够既满路行经地区的基本经济要求、政治要求又满足铁路安全和运量要求。在铁路选线中提高选线的线路标准，自从 20 世纪 50 年代中以来，铁路线路方面的工作者们就开索和研究智能化的选线设计和理论方法。随着选线设计的逐渐发展，选线工作已经一的纸上定线和单一的设计软件逐渐发展到虚拟化的三维选线设计技术[1]。如图示为三维虚拟化选线技术在武汉到十堰的城际铁路中的应用。

基于 GIS 的不良地质体三维表达及铁路地质选线应用研究随着我国的铁路建设投资的加大，特别是我国铁路建设向西部偏远地区的转移后的铁路设计中将会遇到的地质状况更加复杂。不良地质选线将会对成为选线工要研究的一个必要的选线方向。在地形条件复杂的山区和不良地质类型众多的地线工作者不仅要考虑到选择一条安全性高，运营问题少的线路，还应该综合考虑经济区域重点以及给环境带来的各种影响风险，综合各类西部地区的因素以优选的线路[3]。如图 1.2 为西藏尼木地区存在复杂地质的地质现象。

图 1.3 成昆铁路 图 1.4 青藏铁路由于我国西北地区山区是非常众多的，在山区中的铁路选线所涉及的地质因素、地形因素、人为因素等众多问题。因此，在困难艰险山区进行铁路选线优选是对选线工作者们的一种巨大的考验。由于与选线工作者以前所用的纸上定线和平面上的 CAD 定线等选线方式相比，三维环境下的可视化选线技术能够具有较强的立体感、信息能够可视化等优点。针对地质选线中所要选取的线路众多，比选方案较多、很难能够有一个具体的定量的问题去评价线路方案。并更好地满足《铁路工程地质勘察规范》（T
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 马淑兰;;河口隧道不良地质段防护[J];吉林交通科技;2008年04期

2 孙宇飞;;基于不良地质条件下过坝公路施工技术研究[J];居舍;2018年25期

3 吴志柏;;不良地质对某高速公路的影响[J];黑龙江交通科技;2018年07期

4 张旭;;四川立洲水电站引水隧洞不良地质段施工技术[J];河北能源职业技术学院学报;2017年04期

5 张旭;;四川立洲水电站引水隧洞不良地质段施工技术[J];公路隧道;2017年04期

6 朱日成;;隧道洞口段不良地质施工技术[J];黑龙江交通科技;2017年09期

7 毛祖明;;不良地质条件下过坝公路施工技术的应用[J];河南科技;2018年11期

8 田景波;;基于不良地质条件下过坝公路施工技术研究[J];黑龙江交通科技;2017年08期

9 袁长波;刘英;姚利;边文范;曹德宾;张昌爱;王艳芹;;不良地质流沙条件下沼气池建池技术[J];建筑技术开发;2008年11期

10 刘钰;张建刚;;关于不良地质专业化施工的几点思考[J];施工技术;2018年S1期

相关博士学位论文 前3条

1 俞祥荣;大型水电站不良地质段大断面导流隧洞围岩稳定与施工技术研究[D];天津大学;2016年

2 胡安奎;大型地下洞室群施工期围岩稳定动态反馈控制研究[D];天津大学;2016年

3 宋杰;隧道施工不良地质三维地震波超前探测方法及其工程应用[D];山东大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 郭海东;基于GIS的不良地质体表达及其选线应用研究[D];兰州交通大学;2018年

2 袁锋;不良地质三维建模及铁路选线应用方法研究[D];兰州交通大学;2018年

3 李传夫;不良地质区重力坝及库区渗漏分析与处理[D];天津大学;2017年

4 林红星;特长铁路隧道穿越不良地质段综合施工技术研究[D];西安建筑科技大学;2017年

5 胡本清;GPR在岩溶区隧道地质灾害中的应用研究[D];华东交通大学;2012年

6 陈援;TBM选型及施工关键技术研究[D];石家庄铁道大学;2015年

7 余雪祯;公路隧道地质灾害预测及其处治措施数据库管理系统开发[D];重庆大学;2009年

8 匡小慧;葡萄山特长公路隧道（酉阳段）快速施工技术研究[D];西南交通大学;2009年

9 王维朋;隧道掌子面前方不良地质体地电参数敏感度分析[D];西南交通大学;2008年

10 陈安平;不良地质隧洞快速施工研究[D];广西大学;2005年

本文编号：2849418