岩土工程中基于栅格三维地层建模及空间分析

根据岩土介质中复杂的地质现象及其地层的层状展铺特性,建立了三维地层模型。三维地层信息系统在岩土工程中的重要作用就是数据库管理功能、复杂的地质现象的可视化及分析功能。阐述了3dsis的功能和应用,提出了3dsis与数值分析方法、专家系统耦合集成的模型。

缓冲区分析是二维gis空间分析的基本功能,但目前对三维gis中的缓冲体分析研究较少。该文对三维缓冲体分析的意义进行了分析,并针对地质应用,根据生长元是否向周围均匀扩散及扩散周围是否存在障碍物,对三维缓冲体的种类进行了划分。提出了有约束缓冲体的生成算法,讨论了非均质的缓冲体的生成算法。

本文介绍了gis三维地形建模技术的常用方法,利用arcgis平台三维分析扩展模块建立一个三维地形模型。模型为该项岩土工程的建设提供了真实、客观的可视化参考数据,对本次岩土工程的建设起到了重要作用。

在岩土工程有限元数值模拟中,复杂的地质环境使得建模困难,模型一般都被简化处理。其结果直接影响计算的准确性。借助地质模型能最大程度地表达地质实际的特点,将地质模型和数值模型相结合,提出一种新的岩土工程有限元建模方法——crm地质模型转化法。其核心思想是将三维地质模型经过特定方式转化为符合有限元网格要求的数值计算模型。具体转化过程为:①根据计算范围对地质模型进行区域切割;②从切割模型提取控制数据进行网格重构;③对重构模型按地层属性自动剖分有限元网格;④将网格数据导入数值分析系统完成建模。通过编程实现与实例验证,这种方法能准确生成复杂模型网格,整体建模速度快,自动化程度高,且能方便地模拟开挖过程,并可为不同的数值分析系统使用,极大地提高了前处理工作的效率。

针对于地表以下地质空间的研究,三维地质模型是一个可以有效、直接的研究方法。本文从钻孔、剖面和散点三个角度对地质空间三维动态模型进行理论和构建方面的阐述,伴随着三维gis技术的发展,为地质空间三维动态模型的深入提供了更广阔的前景。

地质剖面图或篱栅图是地质勘探人员了解描述地质结构的常规手段之一。该文实现了从三维地质模型中提取任意剖面图的基础算法,即三维tin与tin相交算法。该算法作为许多商业图形软件的核心算法,属于商业秘密。该文详细论述了该算法原理、数据结构设计、计算流程等。该算法作为实现自主知识产权的三维岩土工程系统的一部分,既能灵活的设定曲面形状与方向,又能够顾及到复杂的约束条件。最后针对具体的工程实例检验了算法的正确性和应用价值。

基于距离的分析是gis中的一项基本空间分析功能,目前该分析主要是基于二维的,对三维空间的距离分析研究则较少。对基于三维栅格的距离分析进行了研究,提出了基于三维栅格的最短距离算法,并把该算法应用于非均质的三维缓冲体的生成。

岩土工程本身的复杂性使岩土工程的三维模型分析结果与实际有一定的误差。利用已有的工程反馈资料,对模型参数进行反演分析。修正易调整的误差因素,来弥补不易调整的误差因素,将模型计算结果的最终误差降到最小。将得到的反演参数用于下一阶段的模型分析,由此获得的三维计算结果更接近真实值。

激光扫描测绘技术作为新技术的一种被广泛应用于多个领域之中,它能够通过目标对象表面的三维坐标得到完整全面的外观,且重建精度较高,通过对原始数据的快速访问构建出三维数据的采集模型.本文将对三维激光扫面技术在岩土工程中的应用以及自动建模方法进行分析.

地质问题本身的复杂性,使得三维地质建模成为制约岩土工程数值模拟发展的障碍之一。充分利用工程地质勘察的基本资料,根据所研究地质对象的空间形态和相互关系,以autocad为平台,借助autolisp二次开发技术,进行autocad三维地质模型的构建。探讨了建模过程中关于地表、地层以及软弱带等模拟的方法以及奇异单元的优化处理技术。最后,将此建模方法应用到实际工程中。结果表明,所建立的模型基本上保存了原地质体的信息,在网格规模一定时充分利用了地质体的控制信息,避免了建模过程中不必要的简化所造成的失真。

文中针对导航及地理信息系统的迅速发展,传统的二维岩土工程勘察图纸已不能够为计算机信息处理提供大量、简捷和直观的岩土勘察信息的问题,提出了三维建模技术和可视化技术.该技术在分析和测量大量的勘察资料的基础上,运用三维立体建模和可视化编程软件技术,实现了岩土勘察地形的立体空间模型,并在可视化技术下,该场景真实逼真,该模型的提出为岩土勘察工程提供了重要的参考价值,且在未来的发展中有较强的实用价值.

随着计算机技术与虚拟技术的不断发展,三维可视化技术已经逐渐被运用在众多领域工程建设中.三维技术是将空间数据信息通过计算机技术转化为三维图形,并且能对大量的数据进行高效与直观处理的高科技技术,在建筑施工岩土工程中广泛的被运用起来.本文就岩土工程中的三维可视化技术特点与技术要点进行分析,指出三维可视化技术在岩土工程中的具体作用.

通过对一段时间开发工作的总结,提出实现三维岩土工程平台的整体思路。并将开发出的地质模型自动生成、道路边坡建模、基坑建模及计算等功能结合应用实例加以介绍。

基于三维地质模型的岩土工程数字化的应用,成为我国岩土工程领域的主要发展方向。岩土工程的三维地质建模和可视化分析研究,提高了岩土工程的信息化管理水平,在岩土工程领域具有一定的应用价值。本文对岩土工程三维地质模型建模和可视化分析的特点进行了介绍,结合岩土工程基坑开挖施工的实际情况,提出了基坑开挖体的三维地质模型的建模方法,并对岩土工程基坑开挖体的三维地质建模的可视化分析方法进行了研究。

建立三维的土层模型是开展岩土工程数字化基础工作之一.文章介绍运用栅格法在基于钻孔数据情况下构建土层三维模型.该方法能够在建模中简单通过栅格层之间的运算关系处理土层之间拓扑关系,能够大大减少拓扑关系处理的计算量.在此以杭州地震小区划项目中江北区三维建模工作为例,验证了该方法能有效满足工程需要.

三维地质模型主要通过剖面构造·自动建模方法要求这些剖面基本平行,并且相邻剖面地质体的差别不能过大·本文针对剖面数据较少且不平行的情形,设计了人机交互的三维地质模型构造方法,利用普通多面体栅格化算法和由marchingcubes算法得到的光栅矢量化,实现了光栅和矢量模型的相互转换·在保证模型间拓扑正确的基础上,提高了地质模型的编辑效率,并在实践中得到了检验·

由于地质体的结构复杂性、赋存环境的隐蔽性和工程作用多变性的特点,给地质信息描述和工程分析造成了许多困难。本文主要就三维岩土工程模型构造方法进行分析探讨,从自然地质对象和人工对象建模两种方法进行描述,对于复杂地层中基坑开挖分析建立在三维可视化具有一定帮助。

针对无线传感器网络的拓扑控制和部署等基础性问题,提出了用多维系统理论中givone-roesser(gr)模型和fornasini-marchesini(fm)模型对栅格型无线传感器网络建模。介绍了三维系统中gr模型和fm模型,并论述了在栅格型无线传感器网络中gr模型和fm模型的实现;重点讨论了系统的实时性实现的延时响应问题,同时利用gr模型和fm模型来实现实时性的模型。

三维可视化技术及其在岩土工程中的应用——报告主要内容　　n虚拟现实技术　　n三维建模技术　　n自动绘图技术

三维地质建模软件是计算机技术在地质中应用的重点和发展方向,它将大量地质资料和地质人员分析判断结果抽象为可视化的地质模型,使复杂的空间关系可视化,通过对模型的旋转,从不同的角度观看模型,形象直观。在三维地质模型上任切剖面图大大提高了地质成图的效率。该软件已在多个工程的地质工作中应用,软件功能不断增强,已经从研究阶段进入实用阶段。

提出基于真实细观结构的岩土工程材料三维数值分析方法。运用数字图像技术,将岩土工程材料的表面图像转换为材料的真实矢量细观结构。然后通过一种简单变换,将该矢量结构转换为单层的三维结构。最后采用研磨及扫描循环系统,逐步扫描并生成每一层材料的表面细观结构,将这些沿深度方向连续的细观结构逐层逐层叠加起来,从而形成了整个试件的三维真实细观结构。该细观结构可以与传统数值计算方法耦合来分析非均质岩土工程材料的力学性能。以香港花岗岩为例,采用有限差分法软件flac3d,分析岩石在单轴受压情况下的三维应力分布及裂纹的产生及扩展过程。计算结果显示真实细观结构能显著影响材料的力学性能及破裂模式。

岩体工程本身可靠性、材料参数选择与分类、工程优化设计、灾变问题、工程边坡与地下工程稳定性、工程管理和数值计算等领域均大量涉及到模糊分析理论的应用,通过应用为工程设计和实践服务,在尝试与经验总结中不断推进模糊分析理论的进一步研究与应用。