地质工程职称论文

时间:2023-03-16 15:39:41

导语:在地质工程职称论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。

地质工程职称论文

第1篇

1.1工程现状及存在的问题

(1)中洲圩兴建于1949年,经过1954年在昌江中心3个小洲的基础上围垦重建,不断加固、培修而成的,至1989年基本达到现有规模。其水利设施较差,特别是防洪工程,不能保证区内居民生活、农业生产的需要。

(2)中洲圩保护区地势低洼,受昌江洪水的影响,频繁的洪、涝、旱等灾害的侵扰,造成该地区的相对贫穷与落后。

(3)圩堤现状堤身断面低矮,边坡陡,达不到设计要求;局部堤段堤身土质差,汛期出现渗漏滑坡险情;堤基未进行防渗处理,基础出现渗漏、管涌险情;风浪水流对堤坡、岸坡冲刷严重;影响大堤防洪安全。

(4)现状堤顶大部分均已设混凝土路面,均为当地农民逐年集资建设和施工;路面宽度不一,厚度薄,设计施工不规范;由于年久失修破损严重。

(5)堤防坡面无硬化护坡处理,杂草丛生,给钉螺的生存提供了条件,为当地血防安全和灭螺工作带来不利影响。

(6)穿堤建筑物老化失修,涵管管身短,裂缝漏水,不能正常运行,影响大堤防洪安全;且在设计布置时均未考虑血防要求。

1.2工程目标

为了维护人民身体健康,减少洪涝损失,防治血吸虫病,合理利用水资源,改善河道水环境,加快鄱阳县中洲圩堤防整治(血防)工程建设是十分必要和迫切的。根据圩堤存在的问题,结合考虑防螺灭螺,进行血吸虫的防治,中洲圩堤防整治水利血防工程建设内容主要包括:按设计标准加高加固河堤及堤坡硬化护坡处理,并对存在防洪隐患的建筑物进行除险加固处理。

2工程设计

按《江西省鄱阳湖区水利建设规划》及批复和《江西省1~5万亩圩堤除险加固规划报告》,江西省1~5万亩一般圩堤为5级堤防,确定该工程为5级堤防。防洪标准为防御昌江10年一遇洪水。穿堤建筑物的级别根据其规模按相应建筑物设计标准和SL265-2001《水闸设计规范》确定,但不应低于5级,建筑物的设计洪水位比所在堤段设计洪水位提高0.5m。

2.1圩堤加高培厚设计

该设计堤段土堤采用土堤标准断面为:设计堤顶超高为1.30m,临水坡为1∶2.5、背水坡为1∶3.0;设计堤顶宽4.0m,堤顶混凝土防汛公路路面宽3.5m。根据实测资料,圩堤断面都达不到设计要求,该次设计按设计断面进行加高培厚。对堤身土料的要求如下。从外侧加宽加高的,要求选取防渗性能好的土料,至少与原堤身土质相当的土,新老土结合面必须先疏松土层,并清除表面杂物和不合格土料。从背水侧加宽加高的,选防渗性能稍差或与原堤身相同的土,亦须逐层夯压密实,新老土结合面处理方法与上述方法相同,以利于圩堤防渗及降低堤身浸润线,增加堤身抗滑稳定和渗透稳定。堤身填土填筑含水量按最优含水量控制,压实度要求不小于0.90。

2.2护坡固岸

为防止圩堤迎水坡遭受波浪和水流冲刷和侵蚀,结合考虑防螺灭螺,进行血吸虫的防治,对该次设计的堤段迎水坡进行硬化护坡,背水坡均采用草皮护坡。区内块石运距较远,干砌块石护坡不满足血防要求,相比浆砌石预制混凝土护坡,造价较为经济,且防风浪及防螺效果好,施工简单,进度快,较为美观,施工质量容易控制,因此该次设计推荐采用混凝土预制块护坡。混凝土护坡厚度经计算,采用厚10cm,下铺10cm的砂卵石垫层。混凝土预制块护坡规格型式:厚10cm,边长30cm的正六边形预制块,采用M10水泥砂浆勾缝,护坡下铺设10cm厚砂卵石垫层。混凝土护坡范围:下至堤脚,上至最高无螺高程线(该工程为设计洪水位)以上0.5m。护坡下设现浇混凝土齿槽,上设现浇混凝土压顶。根据《江西省鄱阳湖区水利建设规划》及批复、《江西省1~5万亩圩堤除险加固规划报告》及江西省类似工程经验,对迎流顶冲、急流傍岸、堤外无滩,直接危及圩堤安全的河段,采用平顺式抛石护岸形式进行处理。平顺护岸主要采用水下抛石固脚处理稳定河势。根据实测地形资料,设计枯水位以下部分抛石固脚,抛石体顶高程为设计枯水位以上0.5m。岸坡陡于1∶2的抛石体顶宽1~2m,边坡1∶2,再外抛厚0.6m,宽2~6m的水平护脚,具体宽度视河道宽度、流速的大小和冲刷程度及抛石体高度而定。坡度缓于1∶2的陡岸,按原坡抛护,斜坡上抛石厚度按0.6m控制,抛到缓于1∶3平缓处或河深泓。

2.3穿堤建筑物设计

根据堤防现状和险情情况,按先除险后加固和轻重缓急的原则,对存在安全隐患大的自排闸拆除重建,并在原设计规模的基础上增设沉螺池及拦螺网,以便及时排出堤内低洼地域的积水或降低其水位的同时减少有螺面积,达到血防目的。

3结论

第2篇

关键词:水利水电;工程地质问题;环境问题;勘测问题

一、水利水电工程建设与环境问题

1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后,由于地应力的调整或水体下渗等原因,触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明,要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件:①水库岩石比较破碎,且处理效果不十分理想;②存在有利于应力集中的地质环境条件;③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道,一般而言,水库的坝址没有较大的断裂带存在,仅仅是水荷载引起的地应力,诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震,那将是灾难性的。从1987年的资料至今,我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座,已发现水库诱发地震的有13座。

1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布,从而对周围环境造成影响。例如:①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水,而且还截流了非汛期的基流,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流,并引起周围地下水位下降,从而带来一系列的环境生态问题;②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸;③下游地区的地下水位下降;④入海口因河水流量减少引起河口淤积,造成海水倒灌;⑤因河流流量减少,使得河流自净能力降低;⑥以发电为主的水库,多在电力系统中担任峰荷,下泄流量的日变化幅度较大,致使下游河道水位变化较大,对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响;⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时,势必造成水质的恶化。由此可见,水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。

1.3水利水电工程与气候问题一般情况下,区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后,当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润,形成新的小气候,对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。

1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响:切断了洄游性鱼类的洄游通道;水库深孔下泄的水温较低,影响下游鱼类的生长和繁殖;下泄清水,影响了下游鱼类的饵料,从而影响鱼类的产量;高坝溢流泄洪时,高速水流造成水中氮氧含量过于饱和,致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响:库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏;同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。

二、工程地质工作中存在的问题

2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中,主要问题有以下几种:①工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有:①界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;②有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性极大。

2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理,然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面:①一旦需要申报项目,立即就要求提交地质报告;②今天刚刚提交可研报告,明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,由于地质条件不清楚,直接导致投资控制不住,施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大的工程事故。:

三、结语

工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业,它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务,是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要,是现代化大生产和保证工程质量的客观要求,是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量,对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改设计延误工期,严重时造成工程失事,给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势,工程地质分析不够深入,有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为,总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题,具有重要的现实意义。

参考文献:

[1]林妙月.区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M].北京:地震出版社,2008:99-100.

[2]王连生.水利水电工程地质[M].武汉:武汉大学出版社,2008:13-15.

第3篇

1.1《制药工程原理》课程现状

有些采用“制药工程原理与设备”,“制药工程原理与设备”存在同名,主题内容不同,各科交叉重复的现象。目前针对制药工程专业的教材有刘落宪主编的《中药制药工程原理与设备》,王志祥主编的《制药工程原理与设备》,袁其朋主编的《制药工程原理与设备》,姚日升主编的《制药工程原理与设备》。这些具有“药”味,但刘落宪主编的《中药制药工程原理与设备》的重点是中药制药,对于制药工程专业缺乏通用性,王志祥主编的《制药工程原理与设备》在化工单元操作的基础上增加了制药化工领域的新技术和新设备。姚日升主编的《制药工程原理与设备》以《化工原理》为基础,内容涵盖“三药合一”的知识点,涉及到制药工程类课程化工原理,药物制剂,化学制药工艺学,药厂车间设施规划及药事管理和GMP规范。王志祥主编的《制药工程原理与设备》以化工原理为基础,但袁其朋主编的《制药工程原理与设备》,介绍的是制药工程的原理与制药设备。内容涉及制药工业的各个环节,包括化学制药、生物制药、中药和天然药、制药分离、制剂工程、药品包装、药品质量控制等。同为《制药工程原理与设备》内容却大相径庭,出现在短学时《化工原理》后又开设王志祥主编以化工单元操作为主要内容的《制药工程原理与设备》的现象。教学实践还发现《制药工程原理与设备》的一些章节内容如制剂、质量控制等都与制药工程专业其他课程有重复现象。

1.2整体设置教学内容,加强教师之间的协作

课程之间内容重复影响学生学习的效率和积极性,CDIO工程教育注重整个专业的系统改革。CDIO的标准3:集成化课程设置,强调突出课程之间的关联性,围绕专业目标进行系统设计,从而避免不必要的重复,使关联的课程共同支持专业目标,使学生掌握各门课程知识之间的联系,并用于解决综合的问题。不同性质高校制药工程专业课程设置侧重点不同,培养从事药品制造,新工艺、新设备、新品种的开发、放大和设计人才为目标时相同的。所以制药工程原理不能独立,需要教师之间的协作,在制定培养方案时整体考虑设置本专业课程及课程内容、课时。对于制药工程不同专业方向(化学制药、生物制药、中药制药)的侧重点不同,但基本包括制药反应工程、制药分离工程和制剂工程技术,在理论教学中采取宽口径的方式,通过项目实践来体现侧重点的不同。制药工程原理与设备包括制药反应(发酵、提取工程)、制药分离、制剂三部分,制药分离包含制药过程涉及的典型单元操作,贯穿其中的流体流动、传质、传热是固体制剂单元操作如粉碎、混合、制粒、压片等的理论基础。负责不同课程的教师应相互协作,探讨,整体考虑各部分的内容,明晰知识之间的衔接与延伸,避免内容重复,在缺乏合适的教材情况下宜结合教材《化工原理》、《制药分离工程》、《制药化工原理》和《药物制剂及设备》等合理安排内容及课时。

2知识与能力的关联

CDIO工程教育标准1强调理论与实践、知识与能力的结合。CDIO工程教育要求获得专业知识的同时培养个人自身的能力、团队协作能力。知识必须与工程项目挂钩,制药工程原理的基本理论必须和实际制药过程结合起来。知识与能力的关联要求项目具有实践性,考核方式多样性。

2.1项目的选择

传统的化工原理课程设计主要是针对精馏和换热器的设计,毕业设计题目相似程度高,缺乏创新性。制药工程原理作为二级项目,项目的选择要以教学内容与企业实际为依据,适合制药工程专业特点。项目来源可以是企业合作项目,教师科研项目,学生参加的创新、竞赛项目,如制药工程设计大赛,创新创业等。学生主动提出或参与的项目更能激发学生的积极性和创造性。有助于实现让学生以主动的、实践的的方式学习工程。项目采取嵌套法,大项目包含小项目,二级项目和三级项目具有延续性。有助于实现让学生以课程之间有机联系的方式学习工程。大小项目体现不同要求,包括关键设备的设计,其他设备的选型。

2.2以提高能力为目标的评价

CDIO强调的不是内容而是能力,CDIO能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程,如何确保能力评价过程的合理性和有效性?CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。这四个层面的能力不是相互独立的。工程基础知识重在应用,体现在构思、设计、实现和运作每个过程,工程系统能力作为一种工程素养贯穿于构思、设计、实现和运作整个过程,个人能力和人际团队能力体现在个人和团队的表达和表现,包括完成项目的材料(包括设计说明书、图纸和产品等)呈现和口头、肢体表达。合理而有效的评价方式应是综合的、多样性的、有针对性的。评价应该贯穿项目的全过程,而不是最终的答辩。具体考核中包含的环节有阶段性的汇报,小组间互评,改进后专家审核,申请答辩。答辩环节包含团队展示,整体展示和负责项目中不同内容部分的个人展示,指导老师提问,旁观的学生提问,项目组学生向答辩专家提出自己在完成项目过程中的问题。一个宽松的环境有利于学生表达自己的思想和意见,实现提高能力的目标,而不是任务式的完成项目。

3师生关联,环境关联,加强教师的CDIO能力

改变项目组织形式,重视团队建设,一般的课程设计按学号分组,或学生自由组合,一个好的团队要使团队中每个成员发挥个性特长,使团队最优化。改变原来课程设计一成不变教师出题的套路,有利于教学相长,增强教师CDIO能力。高校青年教师普遍存在工程经验缺乏的问题,因此参与企业项目,邀请企业工程师参与指导有利于提高师生的工程素养。宣传CDIO工程教育模式,使作为主体的学生了解CDIO教育理念,通过明确学生学习目标营造学习环境。同时提供教学实践环境,即方便实施项目的教师和学生们查阅资料,讨论,制作等的场所和方便使用设备的的机制。

4结语

第4篇

关键词:水文地质;工程地质勘察;意义

随着我国城市化进程的快速发展,为了保障项目工程从规划设计到施工以及使用全过程都能都达到安全、经济以及合用的标准,使项目工程的场地、结构、规模以及场地工程地质条件等能够相互的适应,就需要进行工程地质勘察工作。在工程地质勘察过程中,加强水文地质的勘察是非常重要的,评价地下水对项目工程基础的影响,并且提出科学合理的防治措施,为项目工程的设计和施工提供参考,保障项目工程施工的质量。

一、工程地质勘察概况

工程地质勘察是一项复杂的系统化技术,通常情况下工程地质勘察工作的时间也比较紧,任务量也比较重,相应的困难度也比较大。同时,工程地质勘察工作的有效的开展对于工程建设有着非常重要的作用,有效的开展工程地质勘察工作是一项重要的任务。随着我国经济迅速的发展,对于工程建设投入力度的不断增强,应该加强工程地质勘察的研究力度,提出先进的科学理论和使用技术,使工程地质勘察能够取得更快的发展,保障项目工程能够安全施工。

二、水文地质的重要性

当前在工程勘察、设计以及施工的过程当中,水文地质问题始终是一个重要的问题,但也是比较容易被忽略的问题。地下水是岩土体重要的组成部分,其会直接的影响到建筑场地地基岩土体的工程特性,同时作为建筑物的环境条件对于项目工程的稳定性以及耐久性会产生严重的影响。在实际的建设过程中,很少会直接应用到水文地质参数,从而会被认为这项工作不重要。在勘察的过程中只是简单的对其水文地质条件作一般性的评价,这是非常不合理的。为了提升项目工程施工的安全性就必须要加强水文地质问题的研究,不仅应该查明和岩土工程有关的水质的问题,评价地下水的埋藏条件及对建筑材料的腐蚀性,并且还应该提出相应的预防和治理的措施,为项目工程的设计和施工提供必要的水文地质的资料,以此来减少地下水对于项目工程建设的危害。

三、工程地质勘察中水文地质评价的内容

1、水文地质条件

首先应该查明项目工程施工区域内的气象资料,比如:年降水量、蒸发量以及河流的历史最高水位和常水位、地表水以及地下水的补给排泄关系等问题。其次要了解相应的含水层储水构造资料,比如:含水层的分布、厚度和水量,地下水的类型、水位变化幅度以及流向,测定各含水层的渗透系数等。此外还应该了解到岩土体的构造对于地下水储水的影响以及地下渗流等。

2、水文地质评价的内容

首先需要根据测定的水文地质条件以及实际工程的特点,评价地下水对于项目工程的基础以及岩土体可能会造成的影响,并且提出相应的预防措施。其次根据查明的水文地质条件,选择恰当的方式来实现项目的工程勘察。此外除了要明确天然状态下的地下水对于项目工程建设的影响,还应该着重对工程建设活动中,人们日常活动对于地下水造成的影响,以及地下水情况的变化而引起的地质情况变化和对建筑物造成的影响。第三应该根据项目工程实际的特点,提出在特定的水文地质条件下,需要对工程地质进行着重评价的方面。

四、地下水引起的工程的危害

根据相关统计表明,在地质灾害中因地下水的变化所引起的灾害占有很大的部分,同时其造成的灾害具有复杂性,所以在工程地质勘察过程中,应该注重地下水的变化引发的危害,加强地下水所引起的工程危害的预防和防治。

1、地下水升降引起的工程危害

地下水在自然因素和人为因素的影响下,通常会发生一定的变化,当此种变化达到一定程度的时候,就会对岩土工程产生比较严重的影响,甚至会对项目工程的安全性造成严重的影响。首先是地下水位上升引起的危害。造成地下水位上升的因素有很多,水文方面的主要原因有降水量增大以及气温的变化等,人为方面的原因有灌溉以及施工破坏等因素的影响。其造成的危害表现在以下几个方面:土壤盐碱化现象加剧、地下水对于地下项目工程腐蚀作用加强;河岸以及斜坡容易产生地质灾害,比如:滑移以及崩塌等现象,这会对项目工程造成破坏;容易受到水的作用,而导致岩土体出现软化以及强度下降现象,对工程项目产生影响。其次是地下水下降引起的危害,地下水下降通常情况下是由人为原因产生的,比如:开矿活动、对于河流进行治理和改道等,地下水位下降后,相应的岩土变硬,诱发地面发生裂缝和沉降等现象,这样就会对地质条件产生比较大的破坏,从而影响到项目工程的质量。第三是地下水位反复波动造成的危害,地下水位的反复波动容易造成地上项目工程的基础产生变形,造成项目工程开裂等问题,最重要的是地下水位的反复波动,会对地层中的胶结物产生淘洗的作用,当土层中失去了相应的胶结物,土体的强度就会变低,给项目工程的处理带来施工困难。

2、地下水动压力作用引起的岩土危害

天然的地下水很少会产生动压力,但是人类日常的活动,比如:地下空间或者是矿产资源的开发就可能会使正常的地下水压力的平衡受到破坏,从而会使局部产生比较大的压力,当遇到粉土层的时候,会产生流砂以及管涌等问题,从而会引发基坑的变形和隆起,严重的会导致边坡失稳现象的发生,引发项目工程安全施工事故现象的发生。

3、地下水对基础的危害

在项目工程选择基础埋深的时候,则需要认真的考虑地下水的动态变化以及其埋藏的特点。在进行工程项目基础设计的时候,应该保障项目工程基础的地面埋置在地下水位之上,否则应该采取相应的排水和降水的措施,同时还应该对于基础的钢筋混凝土做必要的防腐蚀措施。当相应的基础伸入承压水层内的时候,在项目工程施工之前必须采取相应的降水措施,防止在基坑开挖的时候承压水喷出,危害到人们生命财产的安全。在沿着河岸建设项目工程的时候,除了要考虑到地下水的影响之外,还应该考虑到地下水和地表水的相互之间的补给关系,以此来避免地表水对于项目工程基础的冲刷,危害到结构安全,保障项目工程建设的质量。

总结

随着项目工程数量的不断增加,在工程建设中工程地质勘察的应用,能够有效的提升建筑物的质量和使用的安全性。在进行工程建设的过程中,应该根据项目工程的特点,对于项目工程的持力层进行关注,方便在设计的过程中满足项目工程的地质条件的需求。其中水文地质条件在工程地质勘察中占有非常重要的作用,根据工程实际情况,对于地下水作用可能造成的危害进行评估,并且提出相应的预防措施,才能够使工程地质勘察真正的服务于工程建设,保障工程建设的质量。

参考文献:

[1]杜万海,尹洪峰.水文地质对工程地质勘察的影响[J].中华建设.2012,02(12):157-162

[2]田学君.浅析水文地质对工程地质勘察的影响[J].考试周刊.2010,07(04):34-42

[3]段凤华.水文地质对工程地质勘察的影响[J].华章.2013,15(03):241-247

[4]郭岐山.工程地质勘察中水文地质问题的探讨[J].科技风.2010,17(08):124-127

第5篇

地质灾害治理初步设计阶段的设计特点:①以避让优先,避大治小,避重治轻;②不能仅治理地质灾害,而要重点关注危害管道的因素;③从对管道危害最轻的部位通过;④尽量减少对灾害体的扰动;⑤对已知地质灾害进行永久根治,不留后患。各种地质灾害治理工程初步设计特点各有不同。(1)滑坡。线路优化、进行避让,无法避让时从滑坡后缘滑体厚度较薄处通过,以较少的治理工程量满足管道的安全要求,杜绝从滑体中前部滑体厚度较大处经过。管道上、下山坡段遇滑坡而不能完全规避时,管道应纵向正穿滑坡体,尽量避免斜穿,减少对滑坡体的扰动。此外,明确地灾治理施工与管道施工的先后顺序。(2)泥石流。避免管道从泥石流沟中经过,当不能完全避开泥石流沟时,则从泥石流堆积区通过,并且适当加大管道埋深。当管道穿越小型泥石流沟(或活动性冲沟)时,选择基岩埋深浅的位置且使管道埋于基岩内。(3)崩塌。管道线路应避开危岩、危石发育的陡崖、厚大的松散堆积体。当不能完全避开时,则从地形相对较缓且易拦挡落石、滚石的堆积区通过,并避开危石滚落冲击破坏区。(4)岩溶。管道线路应该首先避开地表塌陷坑发育地区或者地表岩溶漏斗、溶槽、溶坑发育地区。对于地表岩溶现象不发育而勘察发现的岩溶,管道以垂直岩溶带通过。对于浅层干溶洞,以碎石回填。对于岩溶向下延伸较大的溶洞,无论是否有水皆不宜填塞溶洞,亦不宜采用灌浆、灌混凝土的方法处理溶洞。对于该类溶洞,当跨度较小、两壁较完整时,以楼板形式覆盖;当两壁完整性较差且跨度较大时,则以梁跨形式穿过。

2地质灾害治理工程施工图审点

地质灾害防治工程设计文件及图纸审查工作首先以贯彻初步设计的理念为基础,以现行标准规范、法律法规为依据,以避让方式优先进行管道优化,以管道与地质灾害体的空间关系为根基,对施工图阶段的设计文件和图纸进行全面审查。各类地质灾害设计的审点不同。滑坡治理工程的审点:①滑坡范围、规模是否己查清,滑动面(带)判别是否合理,力学参数取值是否准确;②影响滑坡稳定的主要因素是否清楚;③滑坡的力学类型及地质模型、宏观稳定性评价是否正确,稳定性系数计算和剩余下滑力(推力)计算是否正确;④管道线路是否有优化和避让空间;⑤选择的支挡方式是否合理,支挡位置是否可行;⑥支挡参数的取值是否合理,设计选择工况是否合理,设计计算方法是否正确,计算结果是否准确;⑦支挡工程量是否恰当,支挡工程与管道施工的先后顺序及结合方法是否合理。崩塌治理工程的审点:①危岩、危石分布范围;②崩塌落石范围,危险区域是否己查清;③危岩(危石)崩落路径分析是否合理,落石滚落速度计算及冲击破坏的冲击力计算方法是否合理、计算结果是否正确;④拦挡防护方案是否可行,拦挡设置工程位置是否有效,工程量是否合理恰当;⑤拦挡工程是否与自然地形有效结合,是否与管道施工、管道运营有效结合;⑥崩塌堆积体会否产生滑动及其对管道的危害。泥石流治理工程的审点:①泥石流的形成区、流通区、堆积区是否已经查清;②管道经过断面的地质结构和岩土特征;③泥石流的流速、冲刷深度,尤其是管道通过处的泥石流冲刷深度和建议管道埋深;④对管道形成破坏力的各种因素分析是否透彻,防护措施是否得当;⑤泥石流沟与大沟的关系,尤其是泥石流堆积挤占大沟时使得大沟变窄,大沟流速加大,冲刷深度加大,冲切侧蚀能力增强,该情况下管道防护设计是否加强。岩溶治理工程的审点:①岩溶延伸方向、规模大小是否已查清,岩溶与管道的空间关系等;②溶洞壁、洞顶岩性及其完整程度,溶洞的稳定性评价是否正确;③治理设计方案是否合理可行,以及治理后对周围环境的影响;④设计计算是否正确,治理工程量是否合理。

3结论

第6篇

作为一项系统化工程,公路设计涉及多个专业,因此,相关企业必须重视各个环节之间的联系性,特别是在施工图纸设计环节。在施工设计中作为公路工程施工的基础环节,路基设计的科学性、有效性将对其安全性起到关键性的作用,并对整个道路结构起到重要影响作用。在设计路基时,为达到施工相关规范,必须确保其测绘数据信息的准确性,这也离不开精确的地质勘查数据。同时,还要按照实际施工现场的地形地貌、地质结构、岩石类型等地质勘查信息进行公路设计。在设计中相关部门必须将地质勘查数据作为设计工作开展实施的重要依据,做一个全面、系统化的分析,才能确保公路设计的合理性、可行性。

二、地质勘查工作在公路工程设计中的概况

地质勘查工作在公路设计中主要通过一些综合勘察技术与方式勘探公路沿线的地质条件并对其进行分析和探究。其主要技术为工程地质调绘、探坑、螺纹钻、原位测试、钻探、室内试验等,在选择、应用地质勘查中必须对其有效性和适应性加以重视,确保勘察提交资料的完整性与精确性,能最大限度满足设计不同环节对勘察工作深度的要求。

(一)地质调绘

地质调绘必须结合路线和沿线工程,并通过相应的遥感解译和勘探技术进行。主要勘察地形地貌的成因、类型及分布情况等,还可以勘察岩层的产状,地质规划勘察设计院有限责任公司从事公路地质勘查和岩土工程设计工作。的构造类型等。

(二)地质勘探

作为公路工程地质勘查的主要手段,勘探是进行深度地质资料获取的重要技术。目前公路工程设计中最常用的地质勘探方式有以下几种:第一,挖探,主要包括两种:坑探、槽探。开挖的探坑、探槽深度必须控制在地下水位以下,并遵循公路工程地质勘探的需求对其长度、断面进行确定。在资料提取中主要包括岩性描述、断面图等。第二,钻探,作为地质深度资料获取的另一种技术,钻探必须对其钻进的回次长度进行严格控制,确保其低于岩芯管长度。并对岩芯采取率进行有效控制,在地层构造较为简单时,其勘探方式还可以选用一些简单的手段,如小螺纹钻、洛阳铲等。第三,物探,地球物理勘探是以各类岩、土物理性质的差别为前提,为对地下地质情况进行判断,可以通过对天然或人工物理场变化观测的方式进行。目前公路工程设计地质勘探中最常见的方式为:电法勘探、地震法勘探、声波勘探等。物探成果解释必须相比一些勘探资料,并进行综合分析。

(三)试验

作为公路工程地质勘查的重要内容,试验主要是定量评价岩土的工程性质,从而得出岩土的相应参数。目前公路工程设计地质勘查中主要分为二种试验,为原位测试、室内试验。原位测试主要的试验项目内容含有补充标准贯入试验、静力触探、动力触探等。室内试验通常都包含各个类型岩石物理力学试验、土工试验等。确保其各项试验与国家相关指标相符合。

三、地质勘查工作在公路工程设计中的作用

(一)勘察路线工程地质

主要对路线方案、布设相关的地质情况进行勘察。应根据施工现场的实际情况进行路线方案的选择,通常情况下都会选择良好地质情况的方案,着重对复杂地形地貌路线进行勘察,有效控制其方案及布设的地质情况,并对路线的最终方案与布设进行确定。

(二)勘察路基、路面工程地质

在初期勘察及测量定位环节,必须按照相应的路线,认真勘察中线两边规定范围内的工程地质情况,为设计路基路面及施工提供强有力的保障。

(三)勘察桥涵工程地质

在桥涵基础工程设计中根据各个阶段勘探深度要求的不同,初期勘探与详细勘探施工中,必须进行相关的地质勘探作业。首先调查各个方案的合理性,根据路线、桥梁设计的实际情况,选择良好地质情况的桥梁位置;其次对桥梁位置进行选择后,必须对其地质进行认真勘察,这样可以为设计桥梁及相关工程进行提供准确地质资料。

(四)勘察隧道工程地质

在公路设计中对路线方案选择影响最多的就是隧道施工,隧道地质勘查中,如勘察数据不准确,将对路线布设控制点造成极大的影响。目前勘察隧道地质中必须做好两点,选择隧道方案和位置,主要包含对比隧道和展线、明挖的地质情况;还要详细勘察隧道洞口和洞身的具体情况。

(五)勘察天然筑路材料工程地质

勘察筑路材料的主要目的就是对沿线所有材料对在沿线分布的天然筑路材料、工业废料进行最大限度地开发、改造及利用。根据各个阶段勘察深度的不同,可以为公路设计各个阶段的施工提供可靠的依据。

四、地质勘查工作在公路工程设计中的要点分析

(一)准备工作

在实施公路工程设计地质勘查工作前期,必须和实际勘察工作相结合,进行实地公路沿线的观测,并进行勘察方案的详细制定。制定勘察方案时,必须对项目设计图纸、地质情况、水文状况等施条件进行充分考虑,并遵循相关部门提供的勘察技术要求及其他施工要求进行勘察方式、技术的合理选择,确保布置工作量的合理性。

(二)可行性研究工程地质勘查

在对已有地质资料充分收集的前提下进行可行性研究阶段工程地质勘查工作,这个环节主要工作内容为地质资料调查,进行有效的工程地质勘查作业,其勘察重点地质为复杂性地质或不良地质,如特殊性岩石区等,对其路线控制点、路线走向、选择工程方案等进行研究和分析,以此降低对施工路段的影响,进而优化路线设计方案。

(三)初勘与详勘

必须遵循现行相应勘察方案进行勘察工作的实施,按照勘察材料对勘察施工中的方案进行及时调整。室内试验时,应根据施工要求对土样、水样的试验项目进行选择,对各个地层构造及其物理力学特性进行统计、分析。

(四)准确评估地质灾害

第7篇

关键词:水文地质;地质勘察;水理特征;影响

1 工程介绍

兰坪县扶贫搬迁城镇化移民建设项目位于怒江州兰坪白族普米族自治县县城北侧。场地南面、北面多为林地;场地东面、西面多为耕地。本工程为住宅建设项目,由 17 栋建筑组成,无地下室。拟建项目总规划用地面积 37853.28 平方米(56.78 亩) ,总建筑面积约 37121.28 平方米。

项目所在地地势落差,由西向东高差达 65m 左右,地貌单元属构造剥蚀中低山地貌,现多为耕地,局部植被覆盖。拟建场地整体西高东低,南高北低,场地周边人工林或原生林覆盖率比较高,水土保持良好,生态自然环境优良。项目所在地属构造剥蚀中低山地貌,地形坡度较大,一般在 15~25°间,局部大于 35°。

2 水文地质特征

2.1 地下水补给

兰坪气候属于低纬山地季风气候,平均气温 13.7℃,7 月份气温最高,平均气温达 25.5℃,极端最高气温为 31.7℃;1 月份气温最低,平均气温 3.4℃,极端最低气温零下 12℃,气温年较差14.5℃。年平均降水量为 1002.4 毫米(河谷为 620.1 毫米),全年平均降水量为 438.7 毫米,8 月最高,为 208.9 毫米,10 最低,为 81.8毫米。极端降水量最大降雨量为 1223.5 毫米,最大日降水量为100.2 毫米。

源头有两条支流。东支叫后娘河,发源于清水朗山北面的一个山峰要青岩头上。西支叫前娘河,发源于雪盘山脉的白雪山上。两条支流流入金顶街以南约 1 公里,继续向南经金鸡山,进入大理云龙县,并从云龙县公果桥将其注入澜沧江,

境内流程约 37.2 公里,流域面积 559 平方公里,流量介于 1.9亿立方米每秒和 132 立方每秒之间,河床宽约 5~30 米,年平均产水量为 6.72 亿立方米。

2.2 场地水文地质特征

场区地层多以硬塑状粘性土为主,透水性较弱,为孔隙性潜水。下伏基岩为新生界第三系古新统云龙组浅海陆棚相的泥灰岩,由于受多期地质构造作用,岩层风化破碎明显,风化程度差异性大,岩层节理、裂隙发育一般,具备一定的地下水通道,为裂隙性潜水。上部孔隙潜水主要赋存于卵石层中,圆砾为强透水层,水量较大。勘察期间为枯水季节(旱季),测到稳定的地下水位在现地面下 0.0──5.3 米之间,高程在 2543.10──2584.12 米。

2.2 场地水文地质腐蚀性分析

通过在现场钻三个孔,每组混合水样用于水质分析。地下水对钢筋混凝土结构和混凝土结构中的钢筋有轻微腐蚀性,对钢结构有轻微腐蚀性。

3 水文地质对岩土的影响作用

3.1 地下水位降低或上升对岩土工程的危害

地下水水位的上升或者下降将对岩土工程勘察产生重大影响。水位变化有人为因素也有不可避免的自然因素,自然因素就是兰坪气候属于低纬山地季风气候,高强度降水、地震等自然现象;人为因素主要是兰坪多为耕地,农田灌溉、施工对地下水集中、大量的汲取,在河流上游修建大坝、水库、水电站等都会造成地下水水位下降。如果水位严重下降,下水将恶化、枯竭,这将导致地裂缝和地面沉降。相反如果地下水水位上升,地基上压缩层水位就会发生改变,导致基土软化并严重影响建筑物的稳定性。

3.2 地下水位降低或上升对岩土物理学特性的影响

地下水位、年平均气温、降水量在不同年份有所不同。 7 月气温最高,平均气温达到 25.5℃,极端最高气温为 31.7℃;年平均降水量为 1002.4 毫米,年平均降雨 158 天。一旦地下水位发生很大变化,就会造成不均匀的膨胀,压缩,变形和断裂,对建筑物造成严重破坏。如果地下水频繁变化,且变化幅度大,岩土将继续不断膨胀收缩,幅度随之增加。另外,由于场区地层多以硬塑状粘性土为主,透水性较弱,为孔隙性潜水,风化差异较大,而且上部孔隙潜水主要赋存于卵石层中,圆砾为强透水层,水量较大。地下水位上升后受到淋虑,重铁铝含量增加,进而增加了土壤间的链接力,形成硬壳层,从而降低水含量、空隙,增强承载力。如果岩土位于地下水位变动带的土层,在雨水的冲击下,土层中的铁铝也会大量流失,从而导致土层松散。

3.3 边坡开挖中地下水对支护的影响

在高层建筑的建造中,很多人使用垂直开挖,通过抽水方式降低水位,这虽然降低了土壤层的压力,但是局部骤然大量抽水会造成水位突降,周围建筑、墙体也会变形坍塌,此工程建设场地为坡地,在施工完成后场地内将形成多个分台边坡,组成边坡的卵石层,透水性强,粉质粘土及强风化泥质粉砂岩浸水后结构强度下降,工程性能急剧降低的特点,在大气降雨的影响下,很容易引起边坡稳定性的潜在问题,如坍塌和滑坡;在边坡开挖及填筑时,应立即对边坡进行支护处理,并注意坡面的防护,避免长期裸露,降低边坡稳定性。此外,边坡开挖时应采取排水措施,边坡坡顶应设置截水沟,开挖时应由上往下分段开挖,分段支护依次进行。

4 结束语

综上所述,在对岩土工程项目勘察时,必须重视水文地质问题,根据水文地质条件,增强对自然地理、地质情况、地下水位以及岩土性质各方面的把控,为岩土工程勘察的工作开展打下基础,为建筑工程提供有力的支持。

参考文献

[1]岩土工程地质勘察中控制质量的因素分析 [J].柴森.智能城市.2018(01).

[2]岩土工程地质勘察中控制质量因素分析 [J].张仕凯.居舍.2019(04).

[3]分析岩土工程地质勘察中控制质量的因素 [J].黄钦华.建材与装饰.2018(14).

第8篇

勘测期间勘测深度内未见地下水及地表水,隧道洞身含少量第四系及第三系孔隙潜水,雨季洞身含少量第三系孔隙潜水。

2刘家梁隧道工程的设计方法

2.1隧道建筑界限及衬砌内轮廓①建筑限界:建筑限界采用“隧限-2B”,曲线地段考虑加宽。②衬砌内轮廓:隧道为单洞双线隧道,标准线间距为4米,除曲线处按要求加宽外,接触网关节根据要求考虑加宽、加高。

2.2轨下基础类型隧道采用60千克/米钢轨(重车方向预留75千克/米钢轨条件),区间无缝线路。采用有砟轨道,轨道结构高度1.107米。

2.3洞门及洞口工程①隧道进口采用偏压式明洞门(W=0),明洞13米;出口采用直切式洞门(W=60),明洞48米。明洞回填高度应大于2米,并施作50厘米厚粘土隔水层。②进口边仰坡坡率:新黄土1:1.0,老黄土1:0.75,粉质黏土1:1.0,并加强防护及排水措施。③洞顶截水天沟排水与路基天沟顺接。

2.4衬砌支护设计①暗挖隧道按新奥法设计与施工,采用复合式衬砌,复合式衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成,Ⅳ—Ⅴ级围岩隧道均采用曲墙带仰拱的衬砌结构形式。②DK29+377~DK29+390、DK29+850~DK29+876、DK32+465~DK32+513段采用整体式明洞衬砌。③隧道DK29+545~DK29+690、DK30+780—DK30+945、DK31+950~DK32+115段,采用锚段关节衬砌。

2.5结构耐久性设计①隧道结构应具有足够的耐久性,主体结构按满足100年正常使用的要求设计。②氯离子渗透能力<1500库仑。③严格控制混凝土碱骨料反应和水泥中的碱量。④衬砌结构混凝土原材料品质、材料使用量等耐久性指标要求,根据环境作用等级,按相关规范标准执行。⑤衬砌结构钢筋外侧混凝土净保护层最小厚度按相关规范标准执行。⑥衬砌施工控制要求、跟踪检测要求以及养护维修按相关规范标准执行。

2.6隧道防排水设计隧道防排水采取“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理“的原则。在地下水发育且水文环境有严格要求的隧道,防排水采用“以堵为主,限量排放“的原则。无法满足过水要求的,应适当加宽、加深水沟。

2.7辅助工程措施①大管棚超前支护。隧道进、出口暗洞进洞地段DK29+390—DK29+420、DK29+820~DK29+850、DK29+876—DK29+906、DK32+435~DK32+465拱部140°范围内施作覫108毫米大管棚超前支护,环向间距为3根/米,长度为30米。②超前小导管支护。隧道Ⅳ级、Ⅳ级加强、Ⅴ级、Ⅴ级加强地段,拱部140°范围施作超前小导管支护,采用外径覫42毫米热轧无缝钢管,t=3.5毫米,环向间距为30根/米,纵向每两榀格栅施作一环。③锁脚锚管。台阶法开挖时,台阶底部两侧每个的钢架脚部打设3根锁脚锚管,锁脚锚管采用外径覫42毫米热轧无缝钢管,t=3.5毫米,锁脚锚管应与钢架焊接牢固。

2.8洞内附属构筑物

2.8.1电缆槽①隧道内设置双侧电缆槽,电缆槽设盖板,能开启维护;电力电缆槽位于线路大里程放线左侧,通信、信号电缆槽位于线路大里程方向右侧,通信、信号电缆槽合设。②隧道内电力电缆槽尺寸:宽×深为320×300毫米,槽道内用粗砂填实。③通信、信号电缆槽尺寸:宽×深为320×300毫米,槽道内用粗砂填实。

2.8.2避车洞隧道按要求设置避车洞室,小避车洞单侧间距为60米,深1.0米,洞室沿隧道两侧交错布置;大避车洞单侧间距300米,深2.5米,洞室沿隧道两侧交错布置。隧道共设置15个大避车洞,83个小避车洞。

2.8.3综合接地①隧道信号电缆槽内通常设置贯通地线。②通信机械室内预留出供通信设备接地用的接地端子两处,接地端子设在高出地面约200毫米,与防静电地板基本平齐。

2.9施工方法隧道Ⅳ级围岩、Ⅳ级围岩(粘土)采用台阶法施工;黄土Ⅳ级及加强采用台阶法施工;深埋Ⅴ级围岩采用短台阶法,并增设临时仰拱,每两榀设置一道;浅埋、断层破碎带Ⅴ级围岩结合超前预加固措施采用短台阶(临时仰拱)法;黄土Ⅴ级围岩采用三台阶法施工,并增设临时仰拱,每两榀设置一道;隧道开挖采用光面爆破,严格控制超欠挖,初期支护喷射混凝土应采用湿喷工艺。

3总结

第9篇

国外三维地质建模和可视化研究发展较快。加拿大阿波罗科技集团公司推出的三维建模与分析软件MicroLYNX,通过对离散点采样、钻探采样和探槽采样等空间数据的处理,产生剖面、块和面等模型,确定矿藏分布和等级变化并计算矿藏储量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司开发的Gemcom软件通过钻孔、点、多边形等数据,利用实用的图形编辑和生成工具,显示钻孔孔位分布,运用不规则三角网建立表面和实体模型,运用多义线圈闭岩层和矿体边界进行储量和品位分析,提供了交互操作功能并允许用户根据自己的经验和专家知识勾画地质模型,实现任意剖面切割任意角度观察和实体与实体或实体与表面的交切与布尔运算等。国外软件主要是瞄准采矿工程,能够较好地满足采矿工程活动中的矿产资源勘探和评价、地下矿井和露天矿坑设计和规划、矿产资源管理和采矿生产管理等需求。美国Kinetix公司开发的3DStudioMAX,Alias/Wavefront公司开发的Maya和微软公司开发的Softimage等大众化的三维建模软件,在构建工业和建筑模型与动画制作方面有其独到之处,但交互查询的功能较弱,与工程勘测数据库结合并应用于工程地质三维建模方面还有较大距离。

张菊明等对风化带分布、多层地层等地质信息的可视化和断层错断岩层的表达和显示的算法[1,2]进行了较为深入的研究,为工程地质三维可视化软件的开发准备了数学基础,并借助AutoCAD平台实现了复杂三维地质图形的显示。国内的灵图VRMap地理信息系统软件有较强的地形模拟和地表地物的查询功能,但不是真三维的地质建模工具。北京东方泰坦科技有限公司开发TITAN三维建模软件,基于框架建模的思想,利用平行或基本平行的剖面数据,建立起三维空间复杂形状物体的真三维实体模型,但目前只是初步的三维建模与图形处理的引擎,在面向具体专业时,需要添加或扩充专业模块,比如工程地质专业模块等。

纵观国内外几种软件的研究与开发现状,它们为工程地质三维建模与可视化打下了很好的技术基础,提供了很宝贵的开发经验。但是,对于工程地质专业的地质体建模与可视化分析的针对性不强,不能够很好地满足工程地质生产与研究的专业功能需要。因此本文将从分析工程地质的三维建模和可视化的关键技术问题入手,简单描述作者在工程地质三维建模和可视化方面的初步开发研究成果。

2关键技术问题分析2.1离散数据的插值与拟合

工程地质复杂地质体中的各种地质信息,包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等,都可以看作是三维空间中的函数,它们的拟合函数要根据实际勘测数据建立,实测数据越丰富,越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。地表地形测量数据、地下水位埋深测量信息等的单值曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合,多值曲面如倒转褶皱和空间等值面等,则应采用多参变量插值等其他一些较复杂的方法。空间曲面插值函数有以下构造方法,如与距离成反比的加权方法(Shepard方法),径向基函数插值法(Multiquadric方法)[3],平面弹性理论插值法[1,2]等,它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。

2.2三维数据结构

工程地质体一般是不规则形体,在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近来模拟地层岩性界线和岩层曲面,即岩层界面(和地表曲线、地下水位面等地质层面界线)和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。地质体三维空间数据结构是工程地质三维建模和可视化的基础,这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构,能够确保人机交互和查询的实现。

2.3曲面求交

地质体中存在大量各种层面,当出现地层不整合、断层错断岩层、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时,就自然会遇到曲面间求交的问题;地质体三维模型的上部边界是地表曲面,通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面,即超出部分不应显示。同样的,当显示多层地层时,下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此,为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表、断层面和其他地层面的求交问题。另一方面,在剖面图成图时,地质界线的绘制是通过显示剖面(平面)与各种地质界面(曲面)求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面(层面)之间的相交,和地质界面与剖面的相交两类问题。

2.4三维拓扑结构分析

从地质学角度看,拓扑是地质对象间关系的表格,拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切(被断层切割后地层的拓扑表达)等的地层学关系及地质空间位置关系。拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如,考虑多层地层,上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界,它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系,在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面,即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面,大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构[4]。

2.5可视化技术

工程地质复杂地质体可视化,是利用计算机技术将工程勘测获得的数据,转换为形象直观的便于进行交互分析的地下地质结构空间形态的立体图和剖面图形,其基础是工程数据和测量数据的可视化〔5〕。利用可视化技术可以从庞大的地质勘测数据中构造出地质工程中对于边破稳定性和地下硐室变形破坏等起关键作用的岩层和结构面,并显示其范围、走向和相互交切关系,帮助工程地质人员对原始数据做出正确解释,继而为工程地质分析具体问题提供决策支持。

3工程地质三维可视化技术的初步开发与应用3.1研究框图

工程地质复杂地质体三维建模与可视化的研究框图如图1所示。

基于离散采样数据的插值与拟合的思想,即将离散数据转化为连续曲线曲面,工程地质复杂地质体三维建模与可视化的过程是,从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数,通过不同的拟合与插值函数得到地质层面(曲面)和地质实体的三维计算机图形显示,表达地质信息在研究区域内的分布规律。生成地质岩层面和地质实体后,实现从任意角度观察建立的模型,实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。

3.2初步开发与应用3.2.1工程勘测空间数据库管理

在收集整理现场勘测数据后录入金沙江某水电工程勘测空间数据库各分项数据表,这些数据表不仅包括地质信息的位置数据,更重要的是提供属性数据。

以地层岩性数据表为例,要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性(地层名称)、地层代码(地层年代)、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展,能够方便地修改补充和管理勘测数据。图2是工程勘测数据库中钻孔地层系统数据表的管理界面。

3.2.2三维浏览

通过孔口坐标和测量数据等的离散数据的拟合和插值法绘制坝址区的右岸地表曲面网格(图3),进而可在三维图形环境中进行虚拟现实浏览观察(图4)。

3.2.3三维地质立体图

利用工程勘测数据,建立了坝址区右岸三维立体地质图。该坝址区自上而下地层岩性组合为:第四系崩坡堆积物,侏罗系泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,三叠系上统厚至巨厚层状细至中粒砂岩,三叠系上统薄至中厚层状粉细纱岩、粉砂岩,三叠系上统中厚至厚层状中粗砂岩。通过有限的工程勘测数据得出的立体图,能够较好地满足工程地质的精度。图5表达了该坝址区右岸三维地质图。

3.2.4三维可视化查询

通过图形与工程勘测数据库中的属性数据的链接,实现可视化查询地层岩性和其他工程地质信息,最终完成向三维地质信息系统的转变。图6是一简单的被断层错断的水平多层地层模型,通过模型的每个地层实体名称与数据表中的岩石名称字段对应链接,能够查询地层的岩性,地质年代,起止深度和地质描述等工程地质人员关心的地质信息。

4结论

(1)运用先进的可视化技术与交互图形技术建立数据库,存储和管理现场勘探实测和试验数据,建立工程地质体的三维模型,工程地质工作者可随着勘察或研究工作的不断深入细致,对研究(工作)区域随时补充信息来自动显示地质信息在研究(工作)区域内的分布,从而不断提高模型精度,并且利用模型反馈回来的信息及时发现已有勘察工作中的不足,从而及时修改勘察或研究工作方案,指导下一步勘探或研究工作的实施。

(2)工程地质三维建模与可视化的深入研究,可以充分利用已有现场勘探实测或试验数据,达到节约投资减少勘察或研究成本的目的。当现场勘探和试验数据资料不足情况下,通过对已有数据的插值与拟合到建立三维模型,可以推断和预测未知区域或研究较少区域的地质信息或岩土体物理力学参数的分布趋势,从而为减少勘探工作量提供科学的可靠的依据,达到节约花费,为生产或研究部门产生直接经济效益的目的。

(3)工程地质岩土体是复杂的不规则形体,存在各种地质岩性层面、结构面以及各种空间分布的地质与力学信息,完全表达地质信息的空间分布及岩层和结构面间的位置关系,工程地质三维建模与可视化研究是大有作为的。

参考文献:

[1]张菊明.三维地质模型的设计和显示,中国数学地质进展.北京:地质出版社,1995,158-167

ZhangJuming.DesignandDisplayofthree-dimensionalgeologicalmodel,AdvancementofChinesemathematicalgeology.Beijing:PressofGeology,1995,158-167

[2]张菊明孙惠文刘承祚.局部间断拟合函数在地质曲面分析和显示中的应用,中国数学地质进展.北京:地质出版社,1995,14-23

ZhangJuming,SunHuiwen,LiuChengzuo.Applicationofpartiallydiscontinuousfittingfunctioninanalysisanddisplayofgeologicalcurvesurface,AdvancementofChinesemathematicalgeology.Beijing:PressofGeology,1995,14-23

[3]唐泽圣等.三维数据场的可视化.北京:清华大学出版社,1999,130-135

TangZesheng,etc.Visualizationofthree-dimensionaldatasets.Beijing:PressofTsinghuaUniversity,1999.130-135

[4]孟小红王卫民姚长利等.地质模型计算机辅助设计原理与应用.北京:地质出版社,2001,4-8.

MengXiaohong,WangWeimin,YaoChangli,etc.PrincipleofComputer-aideddesignofgeologicalmodelanditsApplication.Beijing:PressofGeology,2001,4-8