CN107169206A - 基于gocad的大坝软基承载力初步评价方法 - Google Patents

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杜潇翔
张斌
王能峰
王世春
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Abstract

本发明涉及工程地质三维设计领域，公开了一种基于GOCAD的大坝软基承载力初步评价方法，直观地表现截面整体承载力水平，便于明确后期勘查工作的重点范围。包括步骤：基于原位标准贯入试验击数计算钻孔不同位置的地基承载力特征值；生成初始三维空间云图；将地基承载力特征值录入到GOCAD平台中，以承载力大小进行显示，生成带有属性的三维模型；对钻孔周边范围进行承载力插值，获得三维数据云图及其平切等值线图；对三维数据云图进行截取，分析截面的承载力数值，选取适合上部建筑施工承载力需求的截面作为地质专业建议建基面，并对后续勘查工作范围及重点提出建议。本发明适用于坝址区软基的砂土。

Description

基于GOCAD的大坝软基承载力初步评价方法
技术领域
本发明涉及工程地质三维建模的技术领域，特别涉及基于GOCAD的大坝软基承载力初步评价方法。
背景技术
承载力：地基的强度所能承受的建筑物负重大小。
软基：即软土地基。天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土统称软土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
在工程地质工作中，地质信息通常是通过分析钻探、物探、试验等地质资料来获取。地质资料有数据量大、离散性强的特点。对于地质资料的分析评价，大多为二维或局部的空间表达方式，其直观性差，难以完整、形象的揭示地质特征在空间上的变化规律。且现有的承载力评价都基于钻孔标准贯入试验数据进行计算，不能直观表现截面整体承载力水平，对后续建基面选择和场地详细勘察存在约束作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于GOCAD的大坝软基承载力初步评价方法，直观地表现截面整体承载力水平，以便于明确后期勘查工作的重点范围。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：基于GOCAD的大坝软基承载力初步评价方法，包括步骤：
A.收集、整理钻孔的原位标准贯入试验击数资料；
B.基于原位标准贯入试验击数计算钻孔不同位置的地基承载力特征值；
C.向GOCAD平台输入空间尺寸数据，建立三维网格并划分网格节点，生成初始三维空间云图；
D.将钻孔不同位置的地基承载力特征值录入到GOCAD平台中，对节点进行赋值，GOCAD平台将地基承载力特征值进行数据类型转换，以承载力大小进行显示，从而将初始三维空间云图转化为带有属性的三维模型；
E.GOCAD平台对钻孔周边范围进行承载力插值，使三维模型的三维空间内都具有承载力大小数值，从而获得三维数据云图及其平切等值线图；
F.对三维数据云图进行截取，获得截面，分析截面的承载力数值，选取适合上部建筑施工承载力需求的截面作为地质专业初步建议建基面，为后续详细勘察范围及重点作理论支撑。
进一步的，步骤B通过公式fk＝-212+222N0.3计算地基承载力特征值，其中：fk为地基承载力特征值，N0.3原位标准贯入试验击数。
本发明的有益效果是：
1.对三维模型内整体的承载力进行赋值和插值计算后，形成空间承载力模块，直观的显示各个点和所选取的不同建基面的承载力大小，区别于以往根据试验数据和工程经验先选择截面后进行承载力计算，便于建基面截面的选择。
2.对三维空间内的承载力特征值具体数值采用云图的表达方式，更为直观，可以更高效、准确的进行建基面承载力初步评价，便于识别和理解，通过计算机数学计算方法省去了以往复杂的承载力计算方式，有效的规避了可能出现误差的可能。
具体实施方式
实施例提供了一种基于GOCAD的大坝软基承载力初步评价方法，采用三维可视化的地质建模的分析手段，通过对钻孔中标准贯入试验数据的空间计算分析，对其坝址区软基的砂土承载力水平进行分析和评价。现有的承载力评价都基于钻孔标准贯入试验数据进行计算，不能直观表现截面整体承载力水平，对后续建基面选择存在约束作用。具体实现过程如下：
1.整理钻孔的原位标准贯入试验击数资料。
2.基于原位标准贯入试验击数计算钻孔不同位置的地基承载力特征值；其中，地基承载力特征值可通过经验公式
fk＝-212+222N0.3
计算地基承载力特征值，式中：fk为地基承载力特征值，N0.3原位标准贯入试验击数。
3.根据现场大坝软基规模，向GOCAD平台输入空间尺寸数据，如长宽高，生成初始三维空间云图，划分网格并选取后续需要进行数据赋值的节点，初始三维空间云图为一个无属性的三维模型M0；
4.将钻孔不同位置的地基承载力特征值录入到GOCAD平台中的三维模型具体节点当中，GOCAD平台将地基承载力特征值进行数据类型转换，以承载力大小进行显示，从而将初始三维空间云图转化为带有属性的三维模型M1；
由于三维模型M1内承载力数值的为离散性、不规律的，不能直观的显示不同建基面的承载力大小，因此还需利用GOCAD平台对三维模型内整体的承载力进行赋值和插值计算。
5.GOCAD平台对钻孔周边范围进行承载力插值，使三维模型M1的三维空间内都具有承载力大小数值，从而获得三维数据云图及其平切等值线图。
6.对三维数据云图进行截取，获得截面(即平切图)，分析截面的承载力数值，判断其是否满足上部建筑所需承载力要求，选取适合上部建筑施工承载力需求的截面作为地质专业建议建基面，以便明确进行后续详细勘察的范围。
以上描述了本发明的基本原理和主要的特征，说明书的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (2)

1.基于GOCAD的大坝软基承载力初步评价方法，其特征在于，包括步骤：
A.收集、整理钻孔的原位标准贯入试验击数资料；
B.基于原位标准贯入试验击数计算钻孔不同位置的地基承载力特征值；
C.向GOCAD平台输入空间尺寸数据，建立三维网格并划分网格节点，生成初始三维空间云图；
D.将钻孔不同位置的地基承载力特征值录入到GOCAD平台中，对节点进行赋值，GOCAD平台将地基承载力特征值进行数据类型转换，以承载力大小进行显示，从而将初始三维空间云图转化为带有属性的三维模型；
E.GOCAD平台对钻孔周边范围进行承载力插值，使三维模型的三维空间内都具有承载力大小数值，从而获得三维数据云图及其平切等值线图；
F.对三维数据云图进行截取，获得截面，分析截面的承载力数值，选取适合上部建筑施工承载力需求的截面作为地质专业初步建议建基面。
2.如权利要求1所述的基于GOCAD的大坝软基承载力初步评价方法，其特征在于，步骤B通过公式fk＝-212+222N0.3计算地基承载力特征值，其中：fk为地基承载力特征值，N0.3原位标准贯入试验击数。
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