GOCAD在郑州地铁1号线三维地质建模中的应用研究

摘要

随着改革开放的进行，我国正处在一个高速发展时期，各种工程活动也越来越频繁，而影响工程活动最重要的因素就是我们赖以生存的地质环境，如何全面准确地了解工程地质条件就成了一名地质工作人员的重要使命。随着计算机科学的发展，越来越多的地质体三维建模软件和岩土体数值模拟与分析软件被研发出来，让工程地质人员开始思考，如何把这些新的科学技术应用到传统的地质勘察中，来弥补传统地质勘察中的不足，以达到提高勘察能力和工程地质评价的质量。
　　 本文利用具有国际先进技术的专业三维地质建模软件GOCAD(Geological Object Computer Aided Design)，结合郑州市地铁1号线西延段工程地质勘察资料，建立了郑州市地铁1号线河南工业大学站到凯旋路站及线路两侧一定范围内地质体的三维地质模型，在此基础上又进行了地质参数模型的建立，主要是对工程设计与施工影响较大的压缩模量、地基承载力特征值，最后通过比较分析预留钻孔与实际钻孔数据，证明了模型的准确性和可行性。利用任意切面技术对模型地表下15m、26m处即隧道的穿越范围进行了切割，以切面的形式直观地展示了各深度处的岩性分布特征，并进行了分析与评价，为该区域内的多层和高层建筑地基评价提供了参考依据，并对郑州市地铁1号线的设计施工起到了指导作用。
　　 在本次研究中所建立的三维地质模型和三维地质参数模型可以作为郑州市地铁1号线区域的地质数据库，可以随时提取不同孔位的岩性信息。它将野外勘察得到的空间分布不均匀、不连续、散乱的地质信息变为可视、连续、有规律的三维地质模型，并且可以快速生成工程地质图（剖面图、平切面图等）。以此为工程地质的评价提供了一种新的手段与方法，从研究方法上改进了以往二维空间定性分析为主的研究方式。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外地铁发展现状

1．2．2 国内外三维地质建模研究现状

1．3 主要研究内容与技术路线

1．4 本章小结

第2章 研究区域地质环境概况

2．1 郑州市地铁1号线二期概况

2．2 自然地理与气象特征

2．2．1 地理位置概况

2．2．2 气候特征

2．2．3 降水的时空分布

2．3 水文地质条件

2．4 地形地貌

2．5 地质构造

2．6 历史地震与抗震设防

2．7 地层岩性

2．8 本章小结

第3章 三维地质建模理论研究

3．1 三维地质模型

3．2 三维地质模型分类

3．3 三维地质建模的基本元素

3．4 三维地质建模所需数据来源

3．5 三维地质建模核心技术

3．6 GOCAD软件概述

3．6．1 GOCAD软件建模方法

3．6．2 GOCAD软件建模步骤

3．7 本章小结

第4章 研究区三维地质可视化模型的构建

4．1 建模准备

4．1．1 原始资料收集

4．1．2 原始资料数据分析

4．2 三维工程地质构造模型的构建

4．2．1 点模型的建立

4．2．2 面模型的建立

4．2．3 体模型的建立

4．3 三维工程地质参数模型的构建

4．3．1 区域化随机变量的确定

4．3．2 参数模型的建立

4．3．3 参数模型的分析

4．4 模型的检验

4．5 模型的拓展应用

4．6 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献