三维地质建模技术在公路地质调绘中的应用

以公路野外地质调绘资料为依据，分析了地质调绘地质数据特征，将地质调绘数据划分成空间属性、实体属性和表观属性三种类型；对前两种数据进行格式化进而建立虚拟钻孔和断层面，进行三维地质模型构建。以西宁高速工程可行性研究阶段地质调绘为例，深部地层以地质群组为单元划分地层界面，线位附近浅表地层以地调点和地质界线为依据，构建三维地质模型并对模型精度、建模效率和应用效果进行分析。由于地质调绘数据稀疏，在具体工点和局部细节上地质模型的几何精度存在一定误差；所建三维地质模型将地形地貌与地层岩性融合展示，精度能够满足公路地质选线的要求。     

基于地质横剖面的隧道工程三维地质建模方法研究

为直观准确地表达地质与隧道工程之间的相互关系,对三维地质与隧道的建模方法进行研究。首先,提出一种基于地质横 剖面轮廓线的归一化三维地质体模型重构方法; 然后,以已建立的三维地质模型为基础,对基于隧道横断面的三维建模及隧道与 地质模型合并过程中的模型切割、分层进行研究; 最后,开发基于断面的三维隧道地质建模及可视化系统。通过建模实例显示: 采 用本文的方法能够取得良好的三维地质及隧道建模效果,直观展示隧道与地层间的相互关系,较为丰富地展现隧道的内部细节。     

崩塌形成条件及堆积体稳定性分析

崩塌属于比较常见的不良地质现象。崩塌的形成，一般具备某些典型的发育特征，大的区域地质构造，地层岩性及岩性的组合关系，是形成崩塌的前提条件。以贵州省道真至新寨高速公路的和平互通工程为例，采用边坡稳定性数值模拟方法，对崩塌堆积体进行稳定性分析。数值模拟法通过建模分析，可以直观地观察到边坡可能发生滑动的区域，Bishop法较精确的计算出坡体稳定系数。崩塌堆积体在自然条件下整体处于稳定状态，局部有应力集中现象，应加强防护。为设计施工提供参考。     

武广客运专线大瑶山隧道三维地表及地层建模武广客运专线大瑶山隧道三维地表及地层建模

为实现大瑶山隧道地表及地层的三维可视化,重点研究了工程中常用的AutoCAD格式的原始图形文件到地质建模软件所需的高效格式转换方法;以地表等高线和隧道地质剖面原始AutoCAD格式数据为基础,利用三维地质建模软件,建立了武广客运专线大瑶山隧道三维地表、地层和隧道模型。为今后隧道三维地层可视化的进一步研究与开发,奠定了良好的工作基础。     

基于CATIA的地质BIM模型研发及应用

CATIA凭借其优秀的曲面造型能力,广泛应用于市政行业,但其本身并不具备地质建模能力,相关应用也相对较少.现针对地质数据传递困难、地层建立过程复杂等问题,基于CATIA进行地质BIM模型建模方法研究.采用DACE工具箱的克里金模型拟合地质界面数据,结合CATIA软件优秀的曲面造型能力建立地形实体和地质界面,最终提供一种适用性高的地质BIM模型创建方法.结合3DE平台和CATIA的协同设计功能,保证了地质数据的有效传递,增强勘察专业与其他专业的工作协同,较好地解决了岩土相关的实际应用需求.     

高速公路隧道的三维地质建模技术研究

本文介绍了高速公路隧道工程三维地质建模技术研究的有关技术问题,介绍了空间数据模型、建模要素和建模流程,分析并比较了各类方法和流程的优、缺点。基于离散光滑插值等技术,提出利用地质钻孔点、地质剖面线上的特征点和由特征点插值出剖面线上的点三者共同参与插值的方法,提出基于任意形状空间多边形生成地下隧道的方法,并解决任意地下隧道与地质体相互裁减的问题。最后以岭脚隧道工程为实例,建立包括地层信息、三维隧道、断层信息等地下结构的全景三维地质模型,将研究的三维地质建模技术进行实际工程应用,验证了方法的理论意义和应用价值。     

边坡地质体三维模型及数值模型构建方法研究

利用GOCAD、CATIA和Hypermesh进行边坡地质体三维模型及其数值模型构建。首先利用GOCAD建立边坡地质体的地表面和地层分界面,然后将面模型导入CATIA中进行凸台操作和布尔操作实现三维实体模型的生成,最后在Hypermesh中对三维实体模型进行网格划分,并导入数值分析软件中,从而实现数值模型的建立。在新疆加郎普特边坡稳定性分析中应用该方法进行三维模型构建,结果表明该方法建模快捷可行。     

基于ArcGIS的公路工程地质选线模型

针对高速公路地质选线仍然以案例分析为主，缺乏通用性定量分析模型的现状，以某高速公路为背景，在分析文献与案例的基础上，提出地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、环境地质、地震与新构造运动、不良地质和特殊岩土等8个影响因子，构建层次分析、模糊综合评价模型。基于地质调绘、地质勘察，遥感影像等原始资料，借助ArcMap的空间与属性分析功能，将地质影响因子分离，并分级量化。采用层次分析、模糊综合评价法对格栅数据进行加权叠加、模糊逻辑运算，形成格栅综合成本。基于Dijikstra算法原理，综合运用ArcMap内嵌距离成本分析、成本路径分析工具，实现全面考虑工程地质影响的最佳线路选择。     

揭普高速公路工程地质特征评价及处理措施

从地形地貌，地层岩性和区域构造等方面介绍了揭普（揭东－普宁）高速公路的工程地质特征，重点对沿线软土，饱和砂土和高液限土等特殊性土进行了分析评价，揭出了对以上不良地质的处理方法。     

浅析广甘路杨家山隧道地质构造野外判识

广甘高速公路路线穿越了川西龙门山断裂带的后、中、前三大断裂带,地形地质条件复杂,岩性囊括了所有三大岩类,其中K21～K25段为构造条件极其复杂的杨家山山脉,穿越两大褶皱和多条断裂构造,岩性为震旦系～志留系碳酸盐、千枚岩、板岩等变质岩,实际工作中该隧道进行了大量的地质调绘,对具有代表性的构造形式、构造现象和结构面等进行了分析,并根据钻探结果予以校正,基本弄清了该隧道区的地质构造和地层岩性情况,为设计施工提供了参考。     

郑万高铁不良地质三维建模与修正分析

为解决郑万高铁不良地质和特殊岩土工程地质三维模型的不充分性、地下地质现象的不可见性和地质过程的复杂性等问题，对地形测量、地质数据、测绘数据、地勘数据分析修正，建立地表地质界线、水系、交通网、覆盖层、透镜体小地质单元、岩溶系统的三维模型，通过地质与数学插值结合曲面三维模型模拟进行分析，对TIN、Grid、趋势面拟合和NURBS曲面插值和修正分析，得出描述地质不良体的几何信息、拓扑信息和属性信息。这些方法对于三维建模与修正分析过程中解析各种复杂地质体的空间信息（几何信息与拓扑关系）和各地质单元的特性信息具有一定的指导意义，符合复杂地质体表达与分析的需要，可为三维建模在工程地质边界表示与数据选取方面提供参考。     

基于刀盘摩擦扭矩参数的刀具磨损状态识别

盾构在砂卵石地层掘进时,刀具磨损量大一直是困扰施工的难题。从土压平衡盾构的工作原理及砂卵石地层特性2方面分析刀盘扭矩的构成,并通过数学和力学分析建立了摩擦扭矩计算模型。以成都地铁3号线红牌楼南站-红牌楼站区间为研究背景,依托盾构施工安全风险监控系统,对计算模型进行验证;分析刀具磨损时,根据地质条件将摩擦扭矩进行分段计算,同时将摩擦扭矩除以总扭矩得到摩擦比例系数,运用比例系数跟踪判断刀具磨损程度。研究结果表明,砂卵石地层中构成刀盘扭矩的主要组分是刀盘正面、背面和侧面上的摩擦扭矩;摩擦扭矩计算模型符合工程实际;得到的摩擦比例系数与换刀形态具有较好的对应性,可定性判断刀具磨损程度,指导工程实践。     

地质雷达波频率与围岩等级相关关系统计分析

雷达波频率反映了组成地层的岩性变化,有助于识别地层,当电磁波通过不同介质界面时,电磁波频率将发生明显变化。为研究区域地质情况与地质雷达波频率的关系,在大量地质雷达隧道超前预报报告和实测数据的基础上,通过对不同围岩类型雷达波频率的统计,按照围岩等级、岩性、水文情况3个方面进行了分析。通过分析得出地质雷达波频率与围岩等级相关关系的统计分析结果： 不同等级围岩的雷达波频率范围有明显差异,围岩工程性质差,频率变低;不同水文状况的同等级围岩,波形频率分布无明显变化。     

越秀公园站注浆技术应用与研讨

广州地铁越秀公园站地质复杂，工程环境要求严格，为顺利通过含水软弱地层，控制地表沉降和保护周边建筑物安全，多方面较大范围地运用了注浆技术，介绍了越秀公园站注浆施工技术并对注浆技术应用进行了探讨。     

基于传递矩阵的平顶直墙地铁车站横向管棚受力变形计算方法研究

平顶直墙地铁车站PBA工法施工可以采用管棚先行支护。针对PBA法暗挖平顶直墙地铁车站密布横向管棚结构，通过总结管棚“荷载－梁模型”中弹性地基梁、简支梁、固支梁3种简化方法及其计算原理，以北京地铁19号线平安里站工程为背景，采用上述3种模型计算管棚受力变形，并与实测值进行比较分析，然后针对不同工程参数和地质参数进行受力变形影响分析。结果表明： 1）弹性地基梁模型计算弯矩和跨中挠度处于固支梁模型和简支梁模型计算结果之间，其中弹性地基梁模型和简支梁模型计算结果较符合实测数据；但简支梁模型和固支梁模型无法体现导洞侧壁处挠度，且无法体现地层参数的影响以及钢管壁厚对受力的影响。2）最大弯矩值出现在简支梁的跨中，建议在设计时以简支梁模型计算跨中弯矩进行包络，以保证施工安全。3）开挖跨度和覆土厚度（荷载）对弯矩和挠度影响较大，其中跨度影响最大。4）基床系数和钢管壁厚对管棚弯矩影响较小，但对减小挠度有一定作用。     

揭普高速公路工程地质特征与评价

本根据笔参加揭普高速公路勘察的实践，简要地从地形地貌、地层岩性和区域构造等方面介绍了揭普高速公路的工程地质特征，重点对沿线软土、饱和砂土和高液限土等特殊性土进行了分析评价，提出了对以上不良地质的处理方法，对该地区公路建设地基处理有一定的借鉴作用。     

双排抗滑桩在高速公路煤系地层滑坡治理中的应用研究

煤系地层易发生人工滑坡，其具有地形缓、滑动面长、下滑力大的特殊性，然而，这种人工滑坡一般都难以处治。针对贵州省晴兴高速公路地久互通滑坡，分析其地质岩性与滑坡机理，进行下滑力计算，在分析计算的基础上提出采用双排桩支挡的方案，取得了良好的处治效果。     

HSP法在盾构施工隧道超前地质预报中的改进和应用

为解决盾构施工中现场环境导致无法顺利进行超前地质预报的问题,在盾构施工过程中运用HSP(Horizontal sonic/seismic profiling)水平声波/地震波剖面法进行地质超前预报工作,良好地规避传统方法的局限性。将S变换和S变换自适应滤波引入HSP数据处理中,提高该处理系统在复杂施工条件下对有效信号的识别和去噪能力,通过时频图对比分析验证该方法的有效性,获取掌子面前方地层反射特征参数图谱,建立样本数据模型为实际施工测量进行指导。通过HSP在贵阳轨道交通3号线盾构区间应用案例的解析和实际情况的对比分析,表明HSP声波反射法对不良地质结构面的存在具有较好的正相关响应,是适用于盾构施工时地质预报的高效方法之一。     

复杂地质条件下隧道涌水量预测中集水面积的研究

在复杂地质区,为了科学地确定不同隧道穿越方式下的集水面积,本文以地形、岩性、地质构造3因素为基础构建不同的地质结构,结合隧道空间展布的变化对集水面积进行研究。归纳、总结了3类主要汇水地形、4类地质结构和2类隧道穿越方式。综合上述因素,总结出埋藏-向斜式、埋藏-背斜式、埋藏-单斜式和裸露-单斜式4种集水面积变化模式,同时得出不同模式中集水面积的确定方法。以渝利铁路箭沱湾隧道为例进行分析研究,得出隧道涌水量计算中集水面积属于第Ⅱ类模式,隧道穿越埋藏式地层,判断隧道集水面积时容易忽略部分面积,应加以重视。     

复杂地层跨海隧道孤石及基岩凸起段处置措施

以厦门轨道交通2号线一期工程海沧大道站-东渡路站盾构区间为依托工程,探寻复杂地层跨海隧道中孤石及基岩凸起的处置措施。由于该区间水文地质条件特殊,地勘准确性受限,施工中突发孤石及基岩凸起情况繁多,对地质补勘、海底摸探、浓浆制作泥膜、海上注浆加固及衡盾泥填仓保压等多种处置措施进行研究。研究结果表明,以上处置措施的综合实施可以妥善解决复杂地层跨海隧道的孤石问题,对类似工程具有指导意义。