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水电站布勒滑坡体三维模型

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:彩图13-1是布勒滑坡体的三维地质模型,彩图13-2是透明显示的三维地质模型,彩图13-3和彩图13-4是三维滑坡体和三维剖面。某水电站可行性研究阶段,委托相关研究机构对布勒滑坡的稳定性进行了计算。

水电站布勒滑坡体三维模型

水电站位于云南省泸水县境内,初拟混凝土面板堆石坝,坝高153m,正常蓄水位1079m,装机容量2000MW。

13.1.1  布勒滑坡体概况

布勒滑坡位于某水电站库尾附近左岸(距坝址区28km左右),在福贡县匹河乡上游约1.5km处。滑坡前缘已达边(枯水期水位为1058~1063m),滑坡体后缘和侧缘均为基岩陡壁,呈现出明显的“圈椅”形态,在滑体前缘外围的上、下游江边均有基岩出露。

滑体上部边界高程1510m左右,滑坡后缘—前缘长度约700m,前缘处宽度750m左右。滑体表面明显分为两区:后缘至高程1270m左右的滑坡物质已滑掉,仅有后期的崩坡积物残存,地表坡度25°~40°;高程1270m以下多为原有的滑坡堆积物质,其公路以上地面坡度为15°~35°,公路以下坡度为35°~45°,植被发育,平缓地段多被开垦成农田。

13.1.2  布勒滑坡体三维地质建模过程

布勒滑坡体三维地质建模主要包括以下内容:

三维地形建模范围:布勒滑坡体地质平面图范围长1.35km、宽1.15km的矩形区域,共1.55km2,该范围即是制作三维模型的范围。采用1:2000的地形图,三维网格的间距为10m,网格点总数为13780个。

三维地质建模:建立三维地质模型的数据来自15个钻孔柱状图,切制工程地质剖面图11张。滑坡体三维建模采用的方法是剖面法,工程地质平面图如图13-1所示,11张剖面图中的第5张如图13-2所示,将二维剖面转换为三维剖面,绘制到三维地质模型中。分别建立了滑坡体1的上表面和滑移面、滑坡体2的上表面和滑移面及地下水位面等。还建立了河道覆盖层的三维实体、水库正常蓄水位的三维水体。把地质平面图上的地质界线转化为三维界线,包括滑坡体分界线、河道覆盖层分界线等。

图13-1 工程地质平面图

图13-2 工程地质剖面图

在三维地质模型中,建立了以下图层:地形、钻孔、剖面、滑坡体1、滑坡体2、滑坡体表面、滑坡体滑移面、水体、河道覆盖层等图层,将与其对应的三维实体存放在相应的图层中。用户既可以浏览整个三维图形,也可以冻结一部分图层,只观察未被冻结的图层。可以采用多种方式获得最佳的显示效果,通过抓图方式,获得不同角度的观察图片。

彩图13-1是布勒滑坡体的三维地质模型,彩图13-2是透明显示的三维地质模型,彩图13-3和彩图13-4是三维滑坡体和三维剖面。

三维地质模型以AutoCAD的DWG文件存储,占用磁盘空间8.37M;并制作了三维PDF文件,占用磁盘空间363kB。

13.1.3  布勒滑坡体三维地质模型的工程应用

(1)切制剖面图。(www.xing528.com)

工程研究区通常需要切制多条纵、横地质剖面,这些剖面纵横交错,形成大量的剖面交点,校核剖面交点是一项十分复杂的工作,很有可能出现纵、横剖面在交点处出现工程地质信息的不一致问题,在三维地质模型中切制剖面图很好地解决了这一问题。

利用建立的某水电站布勒滑坡的三维地质模型,很快地切制了多条纵、横工程地质剖面,三维地质模型切制的工程地质剖面图,其地质信息(岩性分界、风化程度、地下水位等)在剖面交点位置具有很好的一致性,极大地提高了工作效率。三维地质模型的建立至少为我们节省了一半的工作时间。

(2)数据查询。

布勒滑坡体三维地质模型的建立,不但提供了直观的三维浏览,而且为其他应用提供了基础数据的查询,例如,使用AutoCAD的三维实体查询命令很方便的计算出布勒滑坡体的方量。

通过三维地质模型的数据查询功能计算出布勒滑坡体数据结果如下:

滑坡体1(崩坡积物):体积:312.57万m3

面积:区域平面面积0.17km2

滑坡体2(滑坡堆积物):体积:942.22万m3

面积:区域平面面积0.18km2

(3)滑坡体动态演示。

布勒滑坡体三维地质模型很直观的在计算机中再现布勒滑坡的地形地貌、滑坡体形态、滑动面形状等。地质人员通过平面图不能直观的判断布勒滑坡的相关特征,三维地质模型通过其三维可视化这一优势,为地质人员分析滑坡的相关问题提供了有力的支持,而且可以很方便的计算出不同施工处理方案的要开挖掉的滑坡体。

三维地质模型还能为地质人员提供很好的工程图片素材,可以很方便的插入到Word和PowerPoint文档中,为地质人员编写报告、制作汇报材料等提供了极大的便利。

(4)数值计算前处理。

为了分析布勒滑坡的稳定性,需要通过极限平衡、有限元等数值计算方法来计算滑坡在不同工况下的安全系数。数值计算结果的可靠性如何,其数值计算模型的建立至关重要。通过三维地质模型,可以很方便的建立布勒滑坡的二维和三维数值模型。

某水电站可行性研究阶段,委托相关研究机构对布勒滑坡的稳定性进行了计算。在计算过程中,我们通过三维地质模型提取相关的二维和三维模型,然后通过一些程序进行转换,很方便地生成数值计算所需要的网格模型。

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