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结构面切割块体:水利水电工程地质计算机应用

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:岩体受结构面的切割而形成不同形状的单元块体,称为结构体。它是一种作为结构面相互投影交切关系、分析岩体(岩块)稳定的判断手段。即便是制作了赤平投影图的三维图,也仅仅表达了空间实体的相对关系,而不是绝对位置,因此,要获得最好的效果,就是要建立真正的三维实体地质模型,用几组实际的地质结构面切割实际的地质实体。以下说明实现一组三个结构面剖切三维实体的过程。

结构面切割块体:水利水电工程地质计算机应用

岩体受结构面的切割而形成不同形状的单元块体,称为结构体。岩体中结构面的组合大多是有一定规律的,因而对于构造变动程度不同的岩体,其结构的形式也有不同。结构体的形状与岩体的类型和产状也有很大关系。由于各种断裂在岩体中的分布往往是很复杂的,切割成什么样的结构体,需根据实际情况进行分析才能得出正确的结论。以往进行这种分析时,赤平投影图是一种非常有效的手段,该系统也提供了赤平投影图的各种应用方法,但必须注意,赤平投影是表示空间直线和平面的方位、角度关系的投影,并不包含有面的大小、线的长短等绝对距离上的因素。它是一种作为结构面(包括坡度)相互投影交切关系、分析岩体(岩块)稳定的判断手段。即便是制作了赤平投影图的三维图,也仅仅表达了空间实体的相对关系,而不是绝对位置,因此,要获得最好的效果,就是要建立真正的三维实体地质模型,用几组实际的地质结构面切割实际的地质实体。当地质实体比较复杂、结构面的数量比较多时,更需要建立三维地质模型,达到一目了然的效果,而凭借二维图和文字语言都不能很好说明问题。在坝基、边坡、隧洞围岩的稳定性分析中,都可以通过建立三维实体地质模型来实现。

当几组结构面组合,会构成一定几何形态的结构体,即围岩分离体。围岩分离体有楔形体、锥形体、棱形体、长方体等。在二维制图时不易搞清分离体的形态,用语言和文字也不易表达清楚。使用三维模型可以比较好的解决这个问题,以一个地下厂房为例,有三组结构面切割,作出的三维图如彩图12-10所示,既清楚的反映了各块体的形态,也可以单独取出某一部分进行分析和计算。

结构面剖切:以一组结构面作为剖切面,来剖切三维实体。可用于平硐和地下厂房三维实体的剖切,生成由不同结构面相互切割而形成的三维块体,以便进一步对块体进行分析和计算,如包括块体的体积、表面积、边界框、质心惯性矩、惯性积等数据,两结构面切割形成新的块体交线产状等。

以下说明实现一组三个结构面剖切三维实体的过程。首先在平面图上,按照实际位置绘制三个结构面的走向线,绘制被剖切的三维块体,使用“给定一点和产状绘制平面”来绘制三个结构面的三维平面,选择“结构面剖切三维实体”,系统自动完成三个结构面对三维实体的剖切,可以分别显示剖切后的三维实体,计算面积、体积及其他相关数据,如图12-13所示。(www.xing528.com)

图12-13 结构面剖切块体

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