第四十四章:三维地质建模——基本操作
模块: 三维地质建模
该手册作为介绍GEO5三维地质建模模块的基本工具。在本手册中,我们将向您展示如何根据给定的信息创建三维地质模型。并创建一个剖面图,将其复制到土质边坡稳定性分析模块中。
建模期间,建议遵循以下建模流程:
——定义项目场地
——生成地形模型
——输入钻孔和原位测试数据
——根据原位测试数据解析地层
——创建地质剖面
——生成三维地质模型
——生成用去其他模块分析的剖面图
在每部分中,都有一些注意事项,用于解释实际建模中遇到比较复杂的情况应该如何操作。
数据输入:
地表模型用六个点定义,坐标 [x; y; z] 为: [0; 0; 0], [0; 10; 0], [7; 0; 3], [7; 10;
3], [20; 0; 5], [20; 10; 5].
钻孔数据:
BH1 – [2.0;4.0], 3地层 (1.5m 填土, 0.9m 粉土, 4.1m 粘土) BH2 – [3.0;9.5], 3 地层 (1.2m 填土, 1.4m 粉土, 3.5m 粘土) BH3 – [11.0;3.0], 2 地层 (1.6m 填土, 4.2m 粘土)
建模方法:
在分析设置选项,选择需要的坐标系,本案例中使用右手坐标系。
注意: 对于一个真实的项目,都会给出这个国家或者区域的坐标系,选择相应的坐标系就行。
在“项目场地”选项下,项目场地类型选择“矩形”,然后勾选“自动生成项目场地范围”。
注意: 如果我们使用的是真实的坐标系,我们能在谷歌地图上查看项目场地的位置(国内目前无法使用谷歌地图) 。
在“地形点”选项下,输入地形点坐标 [0; 0; 0], [0; 10; 0], [7; 0; 3], [7; 10; 3], [20; 0; 5], [20; 10; 5]. 地形模型会自动创建。
注意: 在实际项目中,地形点数据是从大地测量数据导入进去的,一般不用一个个输入,这里只是演示。
在“勘察数据”中,我们添加“钻孔”,并输入地层厚度信息。为每层土层,选择一个图例和颜色。
当我们输入第二个和第三个钻孔时,我们可以复制第一个钻孔,然后编辑地层厚度。当然也可以重新输入钻孔,然后从岩土材料名称那里,选择已经定义的岩土材料。
注意: 对于一个真实的钻孔,我们常常需要输入很多地层和地层描述。我们还可以输入地下水、土样、上传照片和其他附件。在案例42中,可以找到如何创建钻孔柱状图的教程。
输入完成之后,钻孔应该像下面这样显示:
在“岩土材料”选项下,选择“从勘察数据中继承”来创建岩土材料列表
注意:在勘察报告中我们可能会有许多只有很小差别的岩土材料。对于一个地质模型,合并一些岩土材料是很有必要的。有时候,我们也可以将我们关心的某些地层保留,合并其他不关心的地层,进行建模。合并后的岩土材料,不仅用于地质建模模块,创建剖面复制到其他模块时,也会用合并后的岩土材料。
在“柱状剖面”下,我们选择从勘察数据复制剖面。
注意: 复杂或者分层过细的地层,需要在柱状剖面里进行简化、合并。静力触探数据和标贯数据在这个选项下可以解释为地层数据。具体方法可以查看工程手册43。
在“地质剖面”选项下,我们将输入剖面形状。这可以用于浏览输入的钻孔。
输入之后,绘制的剖面线会在场地边界自动打断,在多段线位置可以对剖面线进行编辑。并可以选择该剖面线包含的勘察数据。
注意: 地质剖面是创建三维地质模型时的一个基本元素。这里您可以根据自己的推断创建地层,建模时软件将会遵循您的推断。没有经过这条剖面的试验也可以一并显示。
在我们的案例中,我们将看到两个钻孔。首先,我们在填土和其他土层中创建一条线。输入方法跟CAD类似。在绘制的时候,您可以捕捉到已存在的线或者钻孔。这些线可以绘制到区域的相应位置。我们没有给出这些点的详细坐标,因为实际上这是我们推测的地层。
接下来,我们点击“添加线”按钮,然后定义一个新的名为“填土层”的多段线。这条多段线的点,将会添加到三维地质模型的生成中来。
我们用同样的方式,定义粉土和黏土之间的多段线。
点击“生成”按钮,我们可以通过生成的岩土区域来检查输入是否合理。
对于透镜体的情况,还需要定义透镜体层外侧尖灭位置。我们在透镜体后绘制一条新的多段线,并且指定为粉土层。为了更清晰的区分,线型选择“辅助线”。(辅助线以断点的方式显示,在最终的出图中不会显示该辅助线)
确定之后,将会显示这个地质剖面:
在“生成地质模型”选项下,我们选择“层序控制孔。层序控制孔定义地质模型中的岩土材料数量和层序。这个钻孔必须包含模型中的所有地层。在右下方表中,我们为地质剖面中创建的地层指定岩土材料。
注意: 层序控制孔必须包含已经存在的所有岩土材料(或地层),即使实际上不是该钻孔区域内的岩土材料。这种情况常常出现在生成透镜体或者断层的时候。更多信息可以参考工程手册41——三维地质建模——高级教程。
点击“生成”即可生成地质模型。
在图形设置里可以调整显示样式。
已生成的地质模型可以通过钻孔进行修改。比如说,我们认为边坡前方的填土层是一个常数。我们可以通过添加新的钻孔来调整。
我们可以通过“图形交互添加”在我们想修改的区域进行添加(在下方表格中选中钻孔BH2,可以读取钻孔2的参数,直接在原来的基础上进行修改。)。这里我们选择坐标[0.5,9.5]。
新增的钻孔就会根据已存在的钻孔数据(BH2)进行添加。
现在模型就根据我们的推断,重新生成了。
在“生成二维剖面”选项下,我们可以创建模型任意数量的地质剖面。这个视图非常清晰并且有用。
生成的二维剖面可以复制到GEO5的其他模块。我们可以打开生成的二维剖面,点击“复制二维剖面至剪切板”。
我们可以打开“土质边坡稳定性分析”模块,在上方菜单栏下,选择“编辑”按钮下的“粘贴数据”。在弹出框中可以选择需要粘贴的内容。