基于三维地质模型的岩土工程设计与可视分析

发布时间：2019-07-27 13:07

【摘要】：随着“数字地球”、“数字中国”、“数字城市”等概念的提出和现代空间信息技术的飞速发展,岩土工程数字化已提上日程。国家住房与建设部“十二五”发展纲要中已明确要求,大型骨干地质勘察单位必须建立三维地层信息系统。因此,以三维地质建模为基础的岩土工程信息化建设已成为当前我国地学领域的迫切需求。开展地质体和岩土工程对象的三维建模、可视化设计与空间分析研究,对于实现城市岩土工程的科学管理,提高岩土工程的信息化、智能化决策水平,具有重要的现实意义和应用价值。本文在总结三维地质建模国内外研究和软件现状基础上,针对岩土工程开挖设计与可视分析需求开展研究,主要解决了以下问题：(1)基于理正软件岩土工程数据库,设计了岩土工程对象的数据模型与数据结构。(2)采用虚拟钻孔技术,提出并实现了距离与边界约束下的工民建场地的块状地质体及线性工程地质体缓冲区建模方法。(3)基于三维地质体与基坑体模型,引入布尔运算思想,实现了二者的无缝集成,并基于集成模型设计实现了基坑侧面展开图生成、挖后地质体剖切、建筑物基底分析以及开挖土方量计算等一系列空间分析算法。(4)设计了一种比例可调的纹理映射技术,实现了地质体和基坑开挖体的真实感可视化以及地层、土样、标准贯入实验的可视化信息查询。(5)采用面向对象编程技术,基于OpenGL图形库开发并集成了地质体缓冲区建模、可视查询与分析、基坑开挖与分析等软件功能。经过多个岩土工程实际项目的应用和验证表明,本文提出的岩土工程建模与设计分析算法及开发的原型系统稳定可行,具有一定的理论意义与工程应用价值。
【图文】：

为理论指导，采用地理信息系统、三维空间构模、空间数据库、科学计算可视化、岩±逡逑工程勘察与设计、计算机软件设计与编程等先进技术，实现岩±工程场地的Ｈ维缓冲区逡逑建模与可视化、信息查询与可视化、工程辅助设计与分析等实用功能，拟采取如图１．１逡逑所示的技术路线：逡逑－５－逡逑

基于三维地质模型的岩土工程设计与可视分析

２．２沿中心线布置钻孔的线性工程地辰体建模逡逑对于线性王程地质体，并在其沿线左右一定距离处添加系列虚拟钻化，使呈线性分逡逑的钻化扩充为呈Ｈ线带状分布。在扩充数据时应该注意Ｗ下两点：１）离散点（虚拟逡逑扣）信息的来源；２）离散点（虚拟钻孔）到目标点（实际钻孔）的有效距离。对于逡逑线性的钻孔进行数据扩充主要有两个步骤：逡逑（１）对己知的离散点进行线性排列。采用最近距离搜索法，如图３．１０所示：第一逡逑，确定c\索开始的起始点Ａ；第二步，从Ａ点开始计算其他点到Ａ点的距离，得到逡逑其最近的点Ｂ，然后再点为起始点，依此迭代，直到所有的点（钻孔）都被搜索逡逑毕。逡逑ＺＣ１逦些逦ＺＣ３逦＾逦逦邋ＺＣ５逡逑＼逦——■＾依次按距离搜崇逡逑Ｃ邋钻孔点邋）逦逦逡逑逦逦一逡逑图３．邋１０按距离搜索钻孔点逡逑
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU43

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