大型水利水電工程地質(zhì)信息三維建模與分析研究.pdf

1、工程地質(zhì)是工程建設(shè)的基礎(chǔ),處于高山峽谷中的水利水電工程區(qū)域往往地質(zhì)條件惡劣、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地質(zhì)信息眾多,給工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)與施工建設(shè)等各方面帶來(lái)極大的困難；傳統(tǒng)二維、靜態(tài)的地質(zhì)處理分析方式己難以滿足工程地質(zhì)師和設(shè)計(jì)人員的實(shí)際需求.本文針對(duì)多源地質(zhì)數(shù)據(jù)的耦合分析、地質(zhì)體的復(fù)雜性、信息量大、分析要求高、模型的可靠性及其快速更新修改等難點(diǎn),融合水利水電工程科學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和系統(tǒng)工程等多個(gè)交叉學(xué)科的先進(jìn)理論技術(shù),提出了實(shí)現(xiàn)

2、水利水電工程地質(zhì)信息三維建模與分析的理論方法,主要獲得了以下四項(xiàng)研究成果: (1)提出了面向水利水電工程地質(zhì)信息的混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).針對(duì)水利水電工程地質(zhì)信息的自身特點(diǎn)和分析要求,提出了以非均勻有理B樣條(Non-Uniform RationalB-Splines,NURBS)結(jié)構(gòu)為主、結(jié)合不規(guī)則三角網(wǎng)(Triangular IrregularNetwork.TIN)模型和邊界表示(Boundary Representation,BR

3、ep)結(jié)構(gòu)三種基于面表示的混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),為解決地質(zhì)體復(fù)雜、模型數(shù)據(jù)量大與地質(zhì)分析要求高之間的矛盾提供了基礎(chǔ)支持. (2)提出了耦合多源數(shù)據(jù)的水利水電工程地質(zhì)信息三維統(tǒng)一.模型的構(gòu)建方法.對(duì)各種來(lái)源的地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合解析,保證了所有有效信息成為建?？衫玫臄?shù)據(jù),并采用自動(dòng)化手段構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)建模模式；以面向?qū)ο蟮姆诸愃枷?基于混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)對(duì)象的擬合構(gòu)造建模和人工對(duì)象建模,提供可供選擇的建模機(jī)制；從幾何性、構(gòu)造合理性、原始

4、數(shù)據(jù)精度和反饋信息四個(gè)方面進(jìn)行模型可靠性分析,確保模型解釋符合真實(shí)情況；對(duì)地質(zhì)、人工對(duì)象模型進(jìn)行布爾運(yùn)算構(gòu)建水利水電工程地質(zhì)信息三維統(tǒng)一模型,并能快速耦合新的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)模型的及時(shí)更新. (3)提出了基于三維統(tǒng)一模型的水利水電工程地質(zhì)信息分析應(yīng)用技術(shù).在水利水電工程地質(zhì)三維統(tǒng)一模型的基礎(chǔ)上,提出了包括巖體質(zhì)量可視化分級(jí)建模、三維模型任意剖切分析、大壩和地下工程地質(zhì)分析等分析應(yīng)用技術(shù),為分析復(fù)雜地質(zhì)條件下水利水電工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)與施工中