CN113658335B - 岩溶发育区复杂地质模型的创建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种岩溶发育区复杂地质模型的创建方法，包括如下步骤：对岩溶发育区进行地质勘探以得到地质勘探数据；利用所得到的地质勘探数据绘制地质横断面图和地质纵断面图；对所绘制的地质横断面图和地质纵断面图进行修正；将修正的地质横断面图和地质纵断面图导入Revit平台，利用Revit平台生成三维地质模型。本发明提高了三维地质模型的精确度，使其能够准确的反映岩溶发育区的复杂地质情况，为工程设计及施工提供数据依据及技术支持。

Description

岩溶发育区复杂地质模型的创建方法

技术领域

本发明涉及地质建模技术领域，特指一种岩溶发育区复杂地质模型的创建方法。

背景技术

传统地质表达方式主要以二维数据和图表为主，数据烦冗、晦涩难懂。为实现三维地质空间信息的管理、集成、地质解译和三维地质可视化分析和预测，近年来三维地质建模技术逐渐兴起并得到发展，主流有钻孔数据生成实体三维模型的算法，通过钻孔勘探得到地层数据，并将地层数据导入到软件中进而生成了三维模型。现有的施工规范对钻孔的布设间距要求在20m至50m之间，由于生成的三维模型中缺失了钻孔之间的地层数据，使得生成的三维模型无法准确的表达复杂地质情况下的岩溶地质，其精度通常难以达到50％。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种岩溶发育区复杂地质模型的创建方法，解决现有的三维模型生成方法中存在精度低、无法准确表达复杂地质情况下的岩溶地质的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种岩溶发育区复杂地质模型的创建方法，包括如下步骤：

对岩溶发育区进行地质勘探以得到地质勘探数据；

利用所得到的地质勘探数据绘制地质横断面图和地质纵断面图；

对所绘制的地质横断面图和地质纵断面图进行修正；以及

将修正的地质横断面图和地质纵断面图导入Revit平台，利用Revit平台生成三维地质模型。

本发明的地质模型创建方法采用绘制地质横断面图和地质纵断面图的方式来建立三维地质模型，在绘制地质横断面图和地质纵断面图时，能够对地质横断面图和地质纵断面图进行修正，以提高地质横断面图和地质纵断面图的精度，进而再根据高精度的地质横断面图和地质纵断面图来生成三维地质模型，提高了三维地质模型的精确度，使其能够准确的反映岩溶发育区的复杂地质情况，为工程设计及施工提供数据依据及技术支持。

本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的进一步改进在于，对岩溶发育区进行地质勘探的步骤包括：

于岩溶发育区布设勘探点；

于所述勘探点处进行钻孔勘探以得到钻孔勘探数据。

本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的进一步改进在于，还包括：

利用物探方式对岩溶发育区进行勘探以得到物探勘探数据。

本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的进一步改进在于，修正地质横断面图和地质纵断面图时，利用所述物探勘探数据对所述地质横断面图和所述地质纵断面图进行修正。

本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的进一步改进在于，对岩溶发育区进行地质勘探以得到地质勘探数据的步骤包括：

利用钻孔勘探的方式对岩溶发育区进行勘探以得到钻孔勘探数据；

利用多种物探方式对岩溶发育区进行勘探以得到多种物探勘探数据；

从多种物探勘探数据中选择能够与所述钻孔勘探数据相印证的物探勘探数据，并将选择的物探勘探数据与所述钻孔勘探数据组合形成地质勘探数据。

本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的进一步改进在于，对所述地质横断面图和所述地质纵断面图进行修正后，对所述地质横断面图和所述地质纵断面图中的溶洞、裂隙、断层破碎带以及边界线进行细化。

本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的进一步改进在于，生成三维地质模型后，对所述三维地质模型中的溶洞进行修正及细化。

本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的进一步改进在于，在绘制地质横断面图和地质纵断面图时，利用CAD进行绘制。

附图说明

图1为本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的流程图。

图2为本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法中的地质横断面图的结构示意图。

图3为本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法中地质纵断面图的结构示意图。

图4为本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法创建形成的一种三维地质模型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种岩溶发育区复杂地质模型的创建方法，适用于复杂地质条件，能够提高复杂地质模型的精度及准确性。本发明的创建方法结合了多种地质勘探方式所形成的勘探数据，各种地质勘探方式以钻孔勘探形成的数据为参照，进行相互印证，从而能够准确的补充钻孔勘探方式中钻孔之间的地质数据，使得地质数据的获得准确可靠，能够得到实际复杂地质条件的参数，利用该准确的勘探数据绘制地质横断面图和地质纵断面图，再将复数个地质横断面图和复数个地质纵断面结合起来构成三维地质模型，且在形成三维地质模型之前，对地质横断面和地质纵断面能够进行修正及细化，提高了地质横断面和地质纵断面的绘制精度，能够更加精确的反映地层中的溶洞、裂隙、断层破碎带、边界线、走向及发育趋势，从而大大提高了三维地质模型的精确度，进而为工程设计及施工提供数据依据及技术支持。下面结合附图对本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法的流程图。下面结合图1，对本发明岩溶发育区复杂地质模型的创建方法进行说明。

如图1所示，本发明的岩溶发育区复杂地质模型的创建方法，包括如下步骤：

执行步骤S101，对岩溶发育区进行地质勘探以得到地质勘探数据；接着执行步骤S102；

执行步骤S102，利用所得到的地质勘探数据绘制地质横断面图和地质纵断面图；接着执行步骤S103；

执行步骤S103对所绘制的地质横断面图和地质纵断面图进行修正；接着执行步骤S104；

执行步骤S104，将修正的地质横断面图和地质纵断面图导入Revit平台，利用Revit平台生成三维地质模型。

本发明的地质模型创建方法采用Revit平台实现三维地质模型的创建，该Revit平台是为建筑信息模型构建的，其主要是用于支持建筑设计与工程设计的工具，并不是用于建立三维地质模型的工具。现有技术中有专门用于三维地质模型建立的软件工具，比如Voxler、BM_GeoModeler，该些三维地质模型建立用软件，可直接将地质参数导入到软件中，进而基于该地质参数直接生成三维地质模型。该地质参数来自钻孔勘探，由于钻孔勘探的费用较高，一个钻孔的造价在1万左右，所以实际工程中通常选用的钻孔间距为50m，而钻孔之间的50m范围内的地质参数是缺失的，软件在建立三维地质模型时，会直接将两个钻孔的边界直线连接或平滑连接而形成对应的地质层，而对于复杂地质条件，这样的做法无法准确的表达岩溶地质，其精确度难以满足要求。且现有的三维地质模型建立软件生成三维地质模型后，对于该三维地质模型不能进行人工修改，就限制了其在复杂地质条件的三维模型建立中的应用。

而本发明采用Revit平台来建立三维地质模型，具体地是先基于勘探数据绘制地质横断面图和地质纵断面图，该地质横断面图和地质纵断面图的数量选择可依据建模精度要求进行设定，其可达到厘米级甚至毫米级的精度。之后将地质横断面图和地质纵断面图导入到Rveit平台内，利用Rveit平台对地质横断面图和地质纵断面图进行组合以形成三维地质模型。由于地质横断面图和地质纵断面图在建立时能够满足精度要求，基于该地质横断面图和地质纵断面图所建立的三维地质模型也就能够满足高精度及高准确性的要求，从而可实现准确的反映岩溶地质。进一步地，在绘制地质横断面图和地质纵断面图时，可对地质横断面图和地质纵断面图进行修正，以提高地质横断面图和地质纵断面图的准确性，这解决了现有三维地质模型建立用软件存在的不能人工修改的问题，且能够进一步提高所建立的复杂地质模型的精度及准确性。

在本发明的一种具体实施方式中，对岩溶发育区进行地质勘探的步骤包括：

于岩溶发育区布设勘探点；

于勘探点处进行钻孔勘探以得到钻孔勘探数据。

钻孔勘探是现场实地勘探的一种，其能够获取准确的地层参数，但由于其成本较高，无法密集型布设，在设置钻孔时，间距选择在10m至20m之间。在设置勘探点时，根据场地的复杂程度、地下工程类别和地下工程的埋深及断面尺寸等特点进行勘探点的布设，对于工程中的结构轮廓线及承重柱的位置需设置对应的勘探点，对于结构角点、出入口与通道、风口与风道、施工竖井与施工通道等附属工程部位也需设置勘探点。在岩溶地段，遇到深大溶洞时，在钻孔的周围增设勘探点，以利用增加的勘探点查明溶洞的发育规模、形态及空间展布情况。

在本实施例中，如图2和图3所示，可利用钻孔勘探数据绘制得到地质横断面图和地质纵断面图，进而基于该地质横断面图和地质纵断面图建立三维地质模型。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的创建方法还包括利用物探方式对岩溶发育区进行勘探以得到物探勘探数据。

本发明的物探方式是用物理的原理研究地质构造，从而获得对应的物探勘探数据。较佳地，本发明中的物探方式包括波速勘探方式、电阻率勘探方式、地温测试勘探方式以及电测勘探方法中的一种或多种。

在本实施例中，如图2和图3所示可用物探勘探数据绘制得到地质横断面图和地质纵断面图，进而基于该地质横断面图和地质纵断面图建立三维地质模型。

在有多种物探勘探数据中，可对多种物探勘探数据进行比对，利用相互印证方式获得较为可靠的勘探数据，从而可提高勘探数据的准确度。

在本发明的一种具体实施方式中，对岩溶发育区进行地质勘探以得到地质勘探数据的步骤包括：

利用钻孔勘探的方式对岩溶发育区进行勘探以得到钻孔勘探数据；

利用多种物探方式对岩溶发育区进行勘探以得到多种物探勘探数据；

从多种物探勘探数据中选择能够与钻孔勘探数据相印证的物探勘探数据，并将选择的物探勘探数据与钻孔勘探数据组合形成地质勘探数据。

在本实施例中，地质勘探采用多种方式进行，并利用钻孔勘探数据来印证物探勘探数据，从物探勘探数据中找出最为真实可靠的物探勘探数据，利用物探勘探数据填补钻孔勘探数据中缺失的部分(也即钻孔之间的部分地质参数)，从而就得到了对应岩溶发育区的全面的地质参数。如图2和图3所示，进而利用地质勘探数据(全面的地质参数)绘制地质横断面图和地质纵断面图，并基于该地质横断面图和地质纵断面图建立三维地质模型。

在本发明的一种具体实施方式中，在进行地质勘探时，利用钻孔勘探的方式对岩溶发育区进行勘探以得到钻孔勘探数据；利用多种物探方式对岩溶发育区进行勘探以得到多种物探勘探数据；从多种物探勘探数据中选择能够与钻孔勘探数据相印证的物探勘探数据。接着利用钻孔勘探数据绘制地质横断面图和地质纵断面图，利用选择得到的能够与钻孔勘探数据相印证的物探勘探数据对地质横断面图和地质纵断面图进行修正。通过修正，能够完善地质横断面图和地质纵断面图中各元素的边界线，让地质横断面图和地质纵断面图能够更真实的反映复杂的地质情况。

进一步地，在对地质横断面图和地质纵断面图进行修正后，对地质横断面图和地质纵断面图中的溶洞、裂隙、断层破碎带以及边界线进行细化。

修正操作，是利用物探勘探数据对地质横断面图和地质纵断面图中的溶洞、裂隙、断层破碎带等元素的边界线进行修正，细化操作，是利用物探勘探数据对地质横断面图和地质纵断面图中的溶洞、裂隙、断层破碎带空间信息、边界线、走向及发育趋势进行细化，提高地质横断面图和地质纵断面图的精度。

较佳地，在绘制地质横断面图和地质纵断面图时，利用CAD进行绘制。在CAD软件中，绘制地质横断面图和地质纵断面图，能够精细化的调节所绘制的地质横断面图和地质纵断面图中的各元素的边界线，修正及细化的操作极为方便。

在本发明的一种具体实施方式中，如图4所示，基于Revit平台，新建体量族，分别导入绘制的地质横断面图和地质纵断面图，Revit平台自动拾取地质横断面图和地质纵断面图边界矢量线，应用体量拉伸功能，生成三维地质模型。

进一步地，在生成三维地质模型后，对三维地质模型中的溶洞进行修正及细化。为准确表达岩溶发育区内的溶洞，在三维地质模型建立后，依据溶洞的平面分布及空间高程分布对三维地质模型中的溶洞进行修正及细化，以实现准确反映溶洞的发育及走势。在绘制地质横断面图和地质纵断面图时，依据建模精度设定的绘图数量，也即地质横断面图和地质纵断面图是间隔选取的，而非连续的，所以在依据地质横断面图和地质纵断面图建立的三维地质模型中，溶洞在平面分布及空间高程分布上存在一定的不完整性，本发明基于Revit平台建立三维地质模型，利用Revit平台的体量拉伸功能，能够对溶洞进行修正及细化，可实现溶洞平面分布及空间高程分布上的调整，使得三维地质模型中展现的溶洞符合地质勘探数据中的溶洞参数，真实可靠的反映了溶洞的位置、走向及发育趋势。

本发明的创建方法的有益效果为：

基于钻探和物探方式获取多源勘探数据，综合地质分析，各种勘探方式相互印证，提高了勘探数据的准确性，使得勘探数据全面且可靠。

多源勘探数据对地质横纵断面图进行修正，细化并完善溶洞、裂隙、断层破碎带空间信息、边界线、走向及发育趋势，依据溶洞平面分布范围、空间高程分布对三维地质模型中的溶洞模型进行修正及细化，大大提高了模型的精度及准确性。

解决了传统技术手段无法实现岩溶发育区复杂地质建模的问题，实现了岩溶发育区复杂地质三维可视化、地质空间信息管理、地质解译、溶洞分析和预测，为工程设计及施工提供数据依据及技术支持。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种岩溶发育区复杂地质模型的创建方法，其特征在于，包括如下步骤：

对岩溶发育区进行地质勘探以得到地质勘探数据；

利用所得到的地质勘探数据绘制地质横断面图和地质纵断面图；

对所绘制的地质横断面图和地质纵断面图进行修正；以及

将修正的地质横断面图和地质纵断面图导入Revit平台，利用Revit平台生成三维地质模型；

对岩溶发育区进行地质勘探以得到地质勘探数据的步骤包括：

利用钻孔勘探的方式对岩溶发育区进行勘探以得到钻孔勘探数据；

利用多种物探方式对岩溶发育区进行勘探以得到多种物探勘探数据；

从多种物探勘探数据中选择能够与所述钻孔勘探数据相印证的物探勘探数据，并将选择的物探勘探数据与所述钻孔勘探数据组合形成地质勘探数据；

在设置钻孔勘探的勘探点时，根据场地的复杂程度、地下工程类别和地下工程的埋深及断面尺寸特点进行勘探点的布设，对于工程中的结构轮廓线及承重柱的位置需设置对应的勘探点，对于结构角点、出入口与通道、风口与风道、施工竖井与施工通道附属工程部位也需设置勘探点；在岩溶地段，遇到深大溶洞时，在钻孔的周围增设勘探点，以利用增加的勘探点查明溶洞的发育规模、形态及空间展布情况；

利用钻孔勘探数据绘制地质横断面图和地质纵断面图，利用选择得到的能够与钻孔勘探数据相印证的物探勘探数据对地质横断面图和地质纵断面图进行修正；

对所述地质横断面图和所述地质纵断面图进行修正后，对所述地质横断面图和所述地质纵断面图中的溶洞、裂隙、断层破碎带以及边界线进行细化；

修正操作，是利用物探勘探数据对地质横断面图和地质纵断面图中的溶洞、裂隙、断层破碎带元素的边界线进行修正；细化操作，是利用物探勘探数据对地质横断面图和地质纵断面图中的溶洞、裂隙、断层破碎带空间信息、边界线、走向及发育趋势进行细化，提高地质横断面图和地质纵断面图的精度。

2.如权利要求1所述的岩溶发育区复杂地质模型的创建方法，其特征在于，生成三维地质模型后，对所述三维地质模型中的溶洞进行修正及细化。

3.如权利要求1所述的岩溶发育区复杂地质模型的创建方法，其特征在于，在绘制地质横断面图和地质纵断面图时，利用CAD进行绘制。