大型水利水電工程地質信息三維建模與分析研究.pdf

1、工程地質是工程建設的基礎,處于高山峽谷中的水利水電工程區(qū)域往往地質條件惡劣、地質構造復雜、地質信息眾多,給工程勘測、設計與施工建設等各方面帶來極大的困難；傳統(tǒng)二維、靜態(tài)的地質處理分析方式己難以滿足工程地質師和設計人員的實際需求.本文針對多源地質數據的耦合分析、地質體的復雜性、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,融合水利水電工程科學、工程地質學、數學地質學、計算機科學和系統(tǒng)工程等多個交叉學科的先進理論技術,提出了實現(xiàn)

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

3、ep)結構三種基于面表示的混合數據結構,為解決地質體復雜、模型數據量大與地質分析要求高之間的矛盾提供了基礎支持. (2)提出了耦合多源數據的水利水電工程地質信息三維統(tǒng)一.模型的構建方法.對各種來源的地質數據進行耦合解析,保證了所有有效信息成為建模可利用的數據,并采用自動化手段構建數據庫驅動建模模式；以面向對象的分類思想,基于混合數據結構實現(xiàn)了地質對象的擬合構造建模和人工對象建模,提供可供選擇的建模機制；從幾何性、構造合理性、原始

4、數據精度和反饋信息四個方面進行模型可靠性分析,確保模型解釋符合真實情況；對地質、人工對象模型進行布爾運算構建水利水電工程地質信息三維統(tǒng)一模型,并能快速耦合新的數據實現(xiàn)模型的及時更新. (3)提出了基于三維統(tǒng)一模型的水利水電工程地質信息分析應用技術.在水利水電工程地質三維統(tǒng)一模型的基礎上,提出了包括巖體質量可視化分級建模、三維模型任意剖切分析、大壩和地下工程地質分析等分析應用技術,為分析復雜地質條件下水利水電工程勘測、設計與施工中