三维地质模型是一种综合性技术,综合利用现代计算机图形学、地理信息系统(GIS)、地质学等多学科知识,精准展示地质体的形态、规模、产状等特征。此技术为矿产资源计算、地质灾害预测、城市规划、环保等多领域提供了可靠的依据。
一、内容概述
三维地质模型主要包括以下内容:
1. 地质体外部与内部结构展示。
2. 断层、褶皱、节理等地质构造的详细描绘。
3. 岩性、矿物成分、孔隙度、渗透率等地质属性的分布情况。
4. 地层界面、断层界面等关键地质界面的识别与拟合。
二、主要特征
一个准确的三维地质模型应具备以下特征:
1. 确定性:明确展示地质对象的几何形状与空间位置。
2. 完备的拓扑关系:模型中的所有几何元素间关系清晰。
3. 有效的图形与属性数据库支持:便于信息查询与分析。
三、建模方法
根据具体需求和地质条件,可选择以下几种建模方法:
1. 钻孔建模
利用钻孔数据快速建立地层分层信息,再连接模拟地质信息,建立地层面及地质体。
2. 剖面建模
通过把二维空间剖面转换成三维空间剖面,利用地层之间的拓扑关系生成模型。
3. 多源数据建模
采用多种与地质有关的数据融合进行建模,如地质界线、构造、点数据等,实现复杂地质模型建模。
四、建模流程
- 地质信息测量与获取:通过多种手段获取地质信息。
- 建立地质信息数据库:整理、分类和存储获取的地质信息。
- 地质编图与统一底层单元:在统一的平面地质图上进行编图,确定岩石地层单元。
- 确定建模边界与建立断层面:确定建模范围,识别并建立重要的断层面。
- 断层与断层接触关系分析处理:理解断层之间的相互作用和影响。
- 地层面建模:识别和拟合地层界面,估计地层厚度。
- 分层点地层面修正与宏观拓扑关系建立:修正地层面,建立宏观的拓扑关系。
- 生成封闭地质体:根据地层面模型和宏观拓扑关系,生成封闭的地质体。
- 模型验证与优化:检查模型的准确性、完整性,根据需求调整和优化模型。
五、相关软件及应用
随着科技发展,如今有众多地质建模软件可简化建模过程,如PLAXIS 2D/3D、gINT、PLAXIS Designer和OpenRoads Designer等。这些软件提供方便的建模方式、先进的本构模型和计算方法,大大提高了建模效率和准确性。
六、实际项目应用案例
以城市轨道交通14号线工程为例,介绍项目BIM咨询服务内容和成果展示。包括区间BIM建模、地质BIM建模、工程量统计、4D施工模拟等内容,并展示地质模型、钻孔平面图、地质柱状图等成果。