三维地形建模范围:某水电站古当河坝址区地质平面图长2540m、宽2260m的矩形区域,总面积共574×104m2,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57404个。建立的三维地形表面模型和实体模型,如图13-7所示。
三维地质建模:某水电站古当河坝址区目前共打钻孔22个,钻探总进尺4738m,压水试验段数886,取样总数39个。根据钻孔数据统计结果,地下水位高程最大值1534.52m(ZK102),最小值1327.52m(ZK105)。全风化层下限高程最大值1563.32m(ZK102),最小值1413.35m(ZKⅡ-7),强风化层下限高程最大值1589.69m(ZK107),最小值1295.31m(ZK105),弱风化层下限高程最大值1570.69m(ZK101),最小值1258.64m(ZK109),微风化层下限高程最大值1553.29m(ZK101),最小值1209.54m(ZK109),在三维地质模型中绘制三维钻孔。
地质构造特征:通过工程地质测绘,在地表上共有断裂结构面38条,在平面图上每条断裂结构面都按照其编号和产状进行赋值,并在地质平面图上自动生成三维BSN数据文件,在三维地质模型中,绘制这些地质结构面如图13-8所示。
图13-7 三维地形
图13-8 三维地质结构面
地质平面图上的各类地质界线转化为三维界线,包括基岩与覆盖层的分界线、覆盖层与覆盖层的分界线、地质结构面出露线等,制作了三维地表上覆盖层的表面模型,如彩图13-22和彩图13-23所示。(www.xing528.com)
为了建立三维风化界面和三维水位面,切制工程地质剖面图22张。以钻孔数据为基础,22个剖面连接成三角网状,以地质平面图为基础,一次切出并绘制22张剖面图,再逐个对每张剖面图进行人工的编辑修改。由于是以钻孔数据作为控制点,剖面图又是由程序自动生成的,是根据钻孔数据,按照地形线走势,绘制的风化界限和水位线,因此剖面图的编辑工作量很小。在剖面图中,将地形、全风化、强风化、弱风化、微风化和地下水位的线条进行转换,转换也是一次完成的,转换时是读取线段上的每一个端点坐标,根据剖面线的位置,自动转换成三维离散点(X,Y,Z)数据。通过切制22张剖面,在原有钻孔数据的基础上,增加了很多离散点数据,使得绘制的等值线图和三维曲面更接近实际。使用surfer对这些数据分别进行网格化,生成全风化、强风化、弱风化、微风化和地下水位的GRD和DAT数据文件,进而绘制风化和地下水位的等值线图、三维表面模型和三维实体模型。
等值线图是在Surfer中自动生成,存储成DXF文件,使用AutoCAD直接打开即可。三维表面模型,使用“绘制三维面”程序读取DAT数据文件直接生成。风化三维实体模型,使用两个三维表面自动生成,即地形表面与全风化表面生成全风化三维实体,全风化表面与强风化表面生成强风化三维实体,依此类推生成弱风化和微风化的三维实体,再使用地下水位表面切割以上三维实体,使其每个三维实体都分解为水上和水下两部分。以上工作完成以后,就可以很方便地按照用户的要求,计算料场储量和开挖体的体积了。
图13-9是强风化等值线图,图13-10是全风化、强风化、弱风化的三维面。彩图13-24是高程1430m以下的三维地质模型,彩图13-25是高程1430m平切图与11张剖面图组成的三维线框模型。
图13-9 强风化等值线图
图13-10 全、强、弱风化三维面
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