复杂地质体

摘要： 三维地质模型可以直观的展现地下地质情况,对传统地矿行业的转型升级和城市规划建设都具有重要意义。针对复杂地质条件下三维模型的构建,笔者等提出了一种基于多源数据和地质先验知识约束的三维地质建模方法。以成都市为例,基于MapGIS10.0软件三维地学建模模块,在DEM数据、数字地质图、综合地质剖面图、钻孔数据、物探解译数据、构造纲要图等多源数据,以及地质体展布形态、产状和厚度变化,断层性质、延伸方向、产状变化、对地质体的错切,褶皱类型、形态特征、两翼产状变化等地质先验知识的共同约束下,开展复杂地质条件下三维地质模型构建研究。笔者等详细介绍了复杂地质体三维建模数据源的准备、建模流程与方法、模型的构建与可靠性分析。认为采用分块建模技术可有效降低复杂地质体三维模型构建的难度,提高建模效率,实现模型的无痕拼接,且易于后期模型的修改完善。本次基于多源数据和地质先验知识约束,采用分块建模技术首次构建了成都市三维地质模型。笔者等通过地质先验知识(地质规律)和静态数据(可视化和抽稀钻孔数据)对模型的可靠性进行了分析,其中抽稀钻孔数据分析采用未参与建模的真实钻孔对三维地质模型中地质体埋深和分层厚度进行误差计算,获得地质体埋深误差均值为33.15 m,分层厚度误差均值21.37 m,认为模型的可靠性较高,可为成都市城市规划和重大工程选址提供重要的基础地质数据支撑。

摘要： 利用多软件优势实现三维复杂地质体离散化网格耦合建模,克服传统有限元数值模拟软件本身前处理建模功能薄弱的缺点,以人机交互的方法快速、高效建立复杂地质体三维模型,提高了模型建立的灵活性。该建模方法在西藏巨龙铜业高海拔大型露天矿长距离大断面复杂地层巷道建模中得到了实际应用。结果表明,该建模流程在建模速度、精确性、畸变控制以及后续数值模拟计算等方面都具有很大优势。

摘要： 中国深层油气资源潜力巨大,是未来油气勘探开发的现实领域.塔里木、四川和鄂尔多斯等盆地的海相深层碳酸盐岩是最重要的油气突破领域.以岩溶缝洞型、礁滩孔隙型、白云岩孔隙型和裂缝型为典型的4类特殊储层,具有构造圈闭复杂、储层多样、地表复杂、地下埋藏深、温压高、构造复杂和勘探目标尺度小、非均质性等特点,这导致了地震波场复杂、地震信号弱、信噪比低、分辨率低及地震各向异性强等诸多地球物理难题,极大地增加了此类油气藏勘探高精度地震成像与储层预测的难度.常规物探技术,即单一的采集或处理解释技术,即便是先进的技术但由于缺乏系统的配套措施,也难以有效解决问题.因此,面对此类深层复杂构造地质体的勘探,必须采用地震采集、处理、解释一体化的思路系统性地开展综合研究,从复杂地表、复杂地质条件下的高质量地震采集入手,采用以深度域RTM成像为核心的地震成像处理,综合利用叠前、叠后地震属性开展沉积相带、储层与流体预测研究,精细刻画多尺度储集体,才能有效解决复杂地质体描述与目标落实问题.为此重点介绍面向深层复杂地质体,以叠前RTM深度成像和叠前反演为核心的地震一体化新技术,主要包括"小宽高"高密度地震采集技术,"小平滑面"速度建模与叠前深度成像技术以及"五维数据"叠前方位各向异性裂缝检测、叠前反演等关键技术;展示了一些成功的应用案例,验证了地震一体化技术的有效性.在实际应用中,围绕地震一体化技术开展工作,必须根据地质模型进行正演模拟和岩石物理分析,通过模型试验、野外现场试验科学优选适合的方法和参数,以达到方法技术应用效果和效益的平衡.

摘要： 实际地质体具有信息量巨大、构造复杂等特点,目前工程尺度的地质建模技术普遍存在精度不高、“人机交互”过多等局限。针对这些问题,提出一种基于可视化编程插件Dynamo、在Revit软件中对复杂地质体建立参数化三维地质体模型的方法。该方法通过自编节点,实现对勘探孔点云数据的Kriging插值,生成NURBS地层曲面,进行曲面自行矫正,最后生成包含物理力学性质属性的参数化三维地质体模型。利用该方法,根据上海地区某住宅项目的勘察成果,建立符合真实地层的三维地质模型。实际应用表明该方法能够有效地将勘察成果的数据转化为三维地质体BIM模型,对复杂地质也有较好的模拟效果,且建模效率高于传统建模方法。

摘要： 基于改进的Kriging插值方法及逆向工程技术,提出一种复杂地质体三维模型构建新方法:采用Kriging插值方法,结合逆向工程技术的优势,快速获得地质体曲面模型,通过Fish语言编制的文件导入FLAC3D软件中,准确、快速构建复杂地质体三维模型.该建模方法在某工程的三维场地模拟中得到应用,并与理论计算进行对比,验证了该方法的可行性和有效性,同时三维模拟也可从不同角度,对比不同剖面的变形.

摘要： 以酉水大桥为背景工程,研究复杂地质结构高效构建三维数值模型技术.充分利用大型分析制图软件AutoCAD、Surfer、ANSYS和FLAC3D各自的优点,提出一种多软件耦合的构建方法.本文详细阐述了建模方法的具体步骤,并对建模中存在的单元体数量划分较多及锚索轴力分布不均等问题进行分析,通过对比多种改进方案,优化了该耦合建模方法.结果表明:多软件耦合建模方法能有效地应用于复杂地质结构,并高效、精准地构建三维数值模型,为复杂组合结构的力学特性研究探索出一条有效途径,为类似工程采用数值方法解决方案积累成功案例.

摘要： 水利水电工程多位于高山峡谷,地质条件复杂,常遭遇不良地质体、微细裂隙发育等复杂岩体。长江水利委员会长江科学院针对上述复杂地质体防渗加固补强处理的技术难题,以重大水利水电工程为背景,依托国家自然科学基金等项目,开展了对高性能灌浆材料、水泥-化学复合灌浆精细控制技术和配套的化学灌浆设备的研究与应用。

摘要： 依托常规GIS技术的建模手段不能满足复杂地质体三维实体建模的需求,其建模效果在真三维建模、实体模型应用等方面受限。本文根据复杂地质体的特征,将复杂地质体分为层状的连续型非倒转地质体、非连续型(断裂)地质体、倒转褶皱地质体和非层状地质体。从三维实体建模的角度,提出数据拆分、数据控制、数据简化三种建模数据处理方法,并借助三维GIS的可视化技术与GOCAD真三维建模能力,研究基于GOCAD软件的复杂地质体三维实体建模方法,详细阐述了四类复杂地质体的具体实现方法,并构建三维实体模型。

摘要： 首先,查明了复杂地质体为一处滑坡堆积体的事实,确定了滑坡堆积体典型剖面,建立了滑坡堆积体的稳定性计算模型;其次,基于刚体极限平衡原理,评价了滑坡堆积体稳定性,分析了滑坡堆积体滑带的敏感性;最后,建议研究该滑坡堆积体稳定性和敏感性后,应采取必要的防治措施,以确保工程安全.

摘要： 基于 GoCAD 软件, 对月山矿田的地质体进行几何建模, 对于不同产状的地质体及不同的建模数据来源, 选取了相应的方法进行建模研究.对于产状稳定的矿体, 基于剖面数据, 以 Section-TIN 法建模,或基于交叉剖面数据, 以拆分曲面多源数据约束优化的方法建模; 对于法向稳定的地表, 基于多源地形数据, 采用边界约束下的点集 TIN 剖分建模; 对于法向稳定的地层及断层, 基于剖面数据, 以 Section-TIN 法建模, 并在地表约束下融合、优化; 对于分支复合的岩体, 基于交叉剖面数据, 以 Section-TIN 法及平行曲线组法构面, 并在多源数据局部约束下优化.所建模型高度吻合原始数据且光滑逼真, 对于地质体展布特征多样化, 建模数据多来源条件下, 如何选取合理有效的方法进行三维地质建模提供了参考.%Based on the GoCAD software,this paper studies the 3D modeling methods for geological bodies with different occurrences and data sources from Yueshan ore field. Ore bodies with steady occurrence are modeled based on the profile data by Section-TIN method Besides,the ore bodies simulation is based on cross-section data by the method of Splitting Surface and Optimization under multi-source data constraint. Based on multi-source terrain data,for the topography modeling with stable normal direction,the TIN subdivision on point set under boundary constraints is used. For the normal stable strata and faults,based on the profile data,the models, constructed by Section-TIN method,are merged and optimized under the topography constraint. For the intrusion with branches,based on the cross-section data,the initial surface is established by Section-TIN method and Parallel Sets of Curves method,and the model is optimized under the local constraint of multi-source data. The models can highly match the original data,as they are smooth and realistic. The methods developed provide reference for the geological body modeling with diversified distribution characteristics and multi-source data.

摘要： 初始地应力是地下开采及施工所需要考虑的重要影响因素,地应力值的准确获得通常采用现场测量与反演计算结合实现.针对某铜镍矿复杂地质体,在已有监测数据的基础上建立三维正交数值模型,获得监测点的地应力计算值.利用遗传规划程序,回归地应力监测点的地应力与各自变量的函数关系.建立地应力实测值和计算值之差的平方和最小的目标优化函数,使用遗传算法智能算法对目标函数进行优化,最终获得了矿区的原岩应力场.检测样本验证结果显示,计算值与实测值的误差控制在10％以内,一定程度上证明了该地应力场智能识别方法的可靠性,可为以后复杂地质体矿区地应力场的计算提供较为可行的研究方法.

摘要： 三维地质建模（3D Geological Modeling，3DGM）随着计算机科学、图形图象处理、科学可视化等技术的发展而在上世纪80年代后期被人们所关注，它对于促进地质采矿领域的信息化管理和数字矿山建设，提高工作效率和经济效益具有十分重要的意义。近十多年来，矿区复杂地质体三维建模一直是3D GMIS的研究重点，取得了较多成果，但由于地质结构复杂和形态各异，许多三维建模方法都只能是基于理论探讨，实现起来比较困难，应用于实际需要还存在一定差距。为了验证该方法的可行性和正确性，笔者采用VC++与OpenGL开发了层状地质体三维建模系统。

摘要： 本文通过对工程施工造成地层扰动的分析,找出了其水系分布范围,在此基础上探讨了注浆液的渗透机理及其注浆参数的选用,取得了很好的工程应用效果.

摘要： 三维观测设计技术正进入一个新的发展阶段,即从常规三维设计、品质因素分析发展到针对复杂地质体,如各向异性、古潜山等完成特观设计.

摘要： 锦612块兴隆台油层位于欢西油田西部凹陷西斜坡,为典型的薄层稠油藏,但由于储层发育平面变化大、井控程度低,储量难以得到有效动用.通过开展整体评价研究,细化区块微构造、落实低序级断层,优化薄储层砂体刻画、明确砂体接触关系,深化油水层认识、理清夹层水分布范围.最终达到针对不同油层发育特征,采用直井、水平井、多分支水平井等多种井型进行优化部署各类井位46口.目前已完钻42口井,初期单井平均日产油就达到12吨,其中分支水平井锦7-兴H9井日产油高达40.3吨,成为整个欢西油田稠油开发的一大亮点,区块采油速度也史无前例地达到2.2％,全面实现了区块的高效开发,对同类油藏提高区块开发效果具有借鉴意义.

摘要： 基于GoCAD软件,对月山矿田的地质体进行几何建模,对于不同产状的地质体及不同的建模数据来源,选取了相应的方法进行建模研究.对于产状稳定的矿体,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,或基于交叉剖面数据,以拆分曲面多源数据约束优化的方法建模;对于法向稳定的地表,基于多源地形数据,采用边界约束下的点集TIN剖分建模;对于法向稳定的地层及断层,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,并在地表约束下融合、优化;对于分支复合的岩体,基于交叉剖面数据,以Section-TIN法及平行曲线组法构面,并在多源数据局部约束下优化.所建模型高度吻合原始数据且光滑逼真,对于地质体展布特征多样化,建模数据多来源条件下,如何选取合理有效的方法进行三维地质建模提供了参考.

摘要： 基于GoCAD软件,对月山矿田的地质体进行几何建模,对于不同产状的地质体及不同的建模数据来源,选取了相应的方法进行建模研究.对于产状稳定的矿体,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,或基于交叉剖面数据,以拆分曲面多源数据约束优化的方法建模;对于法向稳定的地表,基于多源地形数据,采用边界约束下的点集TIN剖分建模;对于法向稳定的地层及断层,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,并在地表约束下融合、优化;对于分支复合的岩体,基于交叉剖面数据,以Section-TIN法及平行曲线组法构面,并在多源数据局部约束下优化.所建模型高度吻合原始数据且光滑逼真,对于地质体展布特征多样化,建模数据多来源条件下,如何选取合理有效的方法进行三维地质建模提供了参考.

摘要： 基于GoCAD软件,对月山矿田的地质体进行几何建模,对于不同产状的地质体及不同的建模数据来源,选取了相应的方法进行建模研究.对于产状稳定的矿体,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,或基于交叉剖面数据,以拆分曲面多源数据约束优化的方法建模;对于法向稳定的地表,基于多源地形数据,采用边界约束下的点集TIN剖分建模;对于法向稳定的地层及断层,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,并在地表约束下融合、优化;对于分支复合的岩体,基于交叉剖面数据,以Section-TIN法及平行曲线组法构面,并在多源数据局部约束下优化.所建模型高度吻合原始数据且光滑逼真,对于地质体展布特征多样化,建模数据多来源条件下,如何选取合理有效的方法进行三维地质建模提供了参考.

摘要： 基于GoCAD软件,对月山矿田的地质体进行几何建模,对于不同产状的地质体及不同的建模数据来源,选取了相应的方法进行建模研究.对于产状稳定的矿体,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,或基于交叉剖面数据,以拆分曲面多源数据约束优化的方法建模;对于法向稳定的地表,基于多源地形数据,采用边界约束下的点集TIN剖分建模;对于法向稳定的地层及断层,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,并在地表约束下融合、优化;对于分支复合的岩体,基于交叉剖面数据,以Section-TIN法及平行曲线组法构面,并在多源数据局部约束下优化.所建模型高度吻合原始数据且光滑逼真,对于地质体展布特征多样化,建模数据多来源条件下,如何选取合理有效的方法进行三维地质建模提供了参考.

摘要： 本发明一种适用于有限元数值模拟的复杂三维地质体逆向建模方法，包括：导入三维点云数据；使用Geomagic软件对点云数据进行处理；判断曲面是否闭合，若地质体尖灭则直接使用Geomagic Freeform软件转化为三维几何模型，否则使用Gempy软件进行曲面插值延拓其几何形态使曲面闭合后再使用Geomagic Freeform软件转化为三维几何模型；格式转换，将上述三维几何模型文件stl，igs，iges数据类型通过软件STL2STP转化为stp格式；导入到有限元分析软件进行有限元分析，将格式转换后的三维几何模型导入到有限元软件中进行有限元分析。本发明一种适用于有限元数值模拟的复杂三维地质体逆向建模方法，能够建立闭合的地质体模型，且该地质体模型能适应不同的求解精度需求。

摘要： 本申请涉及一种大规模复杂地质体重力梯度快速计算方法、装置和设备。所述方法包括：对计算区域和异常体分别进行网格剖分，异常体网格间隔与计算区域一致，计算任一观测高度的重力梯度核函数积分系数，并进一步得到任一观测高度上任一层异常体对应的核函数系数矩阵，与异常体密度值扩展矩阵进行二维快速离散卷积，得到任一观测高度上任一层异常体对应的重力梯度空间域卷积结果；将各层卷积结果累加，得到计算区域中任一观测高度上重力梯度各个分量的值。本发明解决了重力梯度张量计算过程中二维离散卷积计算占用内存大、计算速度低的问题，为大规模复杂地质体的模拟提供了技术支撑。

摘要： 本发明公开了任意密度分布复杂地质体重力场快速、高精度正演方法。本发明通过复杂地质体模型表示、棱柱体组合模型重力场计算(包括加权系数计算、二维离散卷积计算、重力场值合成)的步骤，实现了重力场正演计算在效率和精度上的统一。本发明解决了现有重力场正演方法不能同时保证计算效率和计算精度，无法满足大规模重力场三维密度反演、人机交互建模和解释的需求的问题。

摘要： 复杂地质体井中重力三分量计算方法、装置、设备及介质，确定目标区域，构建内部包含所述目标区域的棱柱体模型；对棱柱体模型进行网格剖分，剖分成若干个小棱柱体单元，根据目标区域的密度分布给每个小棱柱体单元密度赋值；采用三维离散卷积法，计算所有小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中重力。本发明其能够适应于任意密度分布、复杂形状地质体井中重力三分量的快速、高精度计算，实现了任意密度分离复杂形状地质体井中重力三分量在计算精度和计算效率上的统一。

摘要： 本发明涉及一种GOCAD的复杂地质体转化为FLAC3D模型生成技术的方法，包括以下步骤：1)GOCAD建模；2)利用matlab以及c++语言编写转换接口程序实现网格信息的转换；3)导出模型；4)FLAC3D模型。本发明可以实现GOCAD软件与FLAC3D软件之间的高效且无差错连接，采用matlab与c++语言混合编程技术，结合利用matlab强大内置函数库和编译性语言高效循环速度的优势，提升了接口转换网格数据的速度。

摘要： 本申请涉及一种大规模复杂地质体重力梯度快速计算方法、装置和设备。所述方法包括：对计算区域和异常体分别进行网格剖分，异常体网格间隔与计算区域一致，计算任一观测高度的重力梯度核函数积分系数，并进一步得到任一观测高度上任一层异常体对应的核函数系数矩阵，与异常体密度值扩展矩阵进行二维快速离散卷积，得到任一观测高度上任一层异常体对应的重力梯度空间域卷积结果；将各层卷积结果累加，得到计算区域中任一观测高度上重力梯度各个分量的值。本发明解决了重力梯度张量计算过程中二维离散卷积计算占用内存大、计算速度低的问题，为大规模复杂地质体的模拟提供了技术支撑。

摘要： 本发明公开了一种复杂地质体的多密度界面反演方法，步骤为：构建与目标复杂地质体相符的密度反演模型；将地表处实测布格重力异常g代入基于位场分离目的的切割法计算公式中，以求出各密度层的底界面在地面产生的重力异常；应用位场大深度向下延拓方法将目标复杂地质体的各密度层的底界面在地面产生的重力异常延拓至基准面；将各密度层底界面在其基准面引起的重力异常依次进行界面反演，得到各界面相对基准面的深度，进而得到各密度层底界面的实际深度；该反演方法能够有效获得复杂地质体密度层实际分布状况，提高反演结果的准确率，相对于Parker‑Oldenburg反演方法，其反演精度可提升1％～6％。

摘要： 公开了一种复杂地质体嵌入式填充的属性建模方法及系统。该方法可以包括：根据多个控制点确定属性模型的工区范围，在工区范围内填充背景属性；在工区范围内加载已解释的成果数据，并逐个构建工区范围内每个地质体的外部形态；针对每个地质体填充属性值，按顺序将填充后的地质体填充至背景属性场中，获取属性场；在工区范围内，对属性场进行平滑处理，获取最终属性场。本发明适合大数据体属性模型的并行计算，建模效率较高，可以达到快速属性建模的目的，实用性强。

摘要： 本发明是一种复杂地质体数值模型的耦合建模方法，涉及工程地质领域，涉及一种地质信息处理技术，包括保留地理信息系统中复杂地质体信息，并创建第一三维地质面、第一地下硐室结构模型和第一采场地质空间模型，分解处理后将第一三维地质面、第一地下硐室结构模型和第一采场地质空间模型转化为第二三维地质面、第二地下硐室结构模型和第二采场地质空间模型，并将第二三维地质面、第二地下硐室结构模型和第二采场地质空间模型转化为命令行节点操作创建可用于解决非线性问题以及大变形的岩石力学问题的复杂地质体。本发明提供了一种实现对任意复杂地质体的数值建模，保证数值模型与实际地质体基本吻合，提高数值模型的准确性的耦合建模方法。

摘要： 本发明公开了一种以三角形表面网格为限定条件的复杂地质体精细描述方法。该方法是以几何造型得到的块体几何表面三角网格为限定条件，采用变网格描述，即对于介质属性空间变化小的区域，采用较大网格进行描述，对于介质属性空间变化大的区域，采用相对较小的网格进行描述，将块体三角形表面网格与四面体相结合，实现了复杂构造地质模型的精确描述。