Geo3DML在三维地质建模中的应用研究与建议

由中国地质调查局组织研制的《三维地质模型数据交换格式》已制定完毕,并进行了一定范围的试用,即将发布实施,这是中国区域地质调查、矿产资源勘探以及数字矿山界的一件大事,它将促进三维地质建模技术在我国的广泛应用。通过研究与试用,阐述了对该标准的理解;给出其在三维地质建模中的应用实例,包括三维地质填图试点项目、矿产资源勘探项目;讨论了该标准的数据与数字矿山常用的DXF转换的必要性与具体实现方法。将该标准与国际地球科学联合会(IUGS)及开放地理信息联盟(OGC)制定的GeoSciML进行比较,指出Geo3DML是面向三维地质模型的表达,而GeoSciML以前的版本则侧重于互联网环境下传统的二维地质图件的地图服务与要素服务。最后对该标准的应用实施提出了8点建议：给Geo3DML以应用机会,将Geo3DML升级为国家标准,对Geo3DML补充一些细节,向相关行业宣传Geo3DML,在地质调查与矿山资源勘探项目中积极使用Geo3DML,将Geo3DML作为地质报告评审中三维地质模型的数据格式,三维地质建模软件厂商积极支持Geo3DML,数字矿山软件与Geo3DML接轨。     

基于GOCAD平台的复杂地质体系的动力学建模研究

建立地质体系的三维模型并进行动力学数值模拟是进行地质过程研究的最有效途径,但数值模拟软件一般都存在直接建模难的问题.本文在分析建模软件GOCAD与动力学数值模拟软件FLAC3D的数据文件特点的基础上,提出了利用GOCAD软件建立六面体模型,通过数据接口程序,完成FLAC3D中复杂地质模型的构建.用这种方法建立了安徽铜陵...     

河南栾川西沟铅锌银金矿床三维地质建模与深部找矿预测评价

随着矿区浅部矿的日益减少,深部找矿越来越受到重视,三维地质建模技术在成矿预测、资源定量评价等方面得到了广泛的应用.本文利用三维地质建模平台GOCAD中的三维建模技术及地质统计学等方法,基于收集测试得到的地质图、钻孔和采样点的地层、岩性、构造、品位等数据,构建了西沟铅锌银金矿区的三维地质模型,包括断裂构造模型、矿体模型及...     

基于GOCAD软件的多源地质勘探数据接口开发

GOCAD(geological-object computer-aided design)在地质工程、地球物理勘探、矿业开发、水利工程等领域中应用广泛。在三维地质建模中,钻探数据、地球物理勘探数据是重要的建模依据,GOCAD本身提供了通用的数据导入功能,但对于实际的生产数据,并不能完全适用,需要经过一定的处理转换才能导入。本文基于GOCAD开发套件,针对生产中的钻探数据、地球物理勘探数据开发了数据接口,实现了快速高效导入多源地质勘探数据到GOCAD中的功能,大大节约了三维地质建模工作的时间。     

基于GOCAD的宁芜盆地云台山地区三维地质建模

阐述了利用GOCAD软件进行三维地质模型构建的思路及主要步骤,重点介绍其模拟地质界面的3种主要方法。以宁芜盆地云台山地区为例,利用GOCAD模拟了该区地层、岩体及断裂。在构建地形、地层及构造面时,利用剖面建模法以及离散光滑插值技术,快速构建研究区的表面模型。由面模型向体模型转化时,选用GOCAD的SGrid代替Solid功能,更加方便准确地反应了真实地质情况。     

鄂尔多斯盆地白垩系三维地质建模研究

鄂尔多斯白垩系盆地三维地质建模是三维地下水数值模拟的基础。对于大尺度复杂区域的地质建模,选择了新一代三维地质建模软件GOCAD。以现有的钻孔、物探和地质基岩图等数据为基础,建立了以ArcGIS为平台的含水层地下水信息系统,以数字高程模型(DEM)作为地表模型,用离散光滑插值方法建立白垩系各含水岩组地质模型和地质体模型。经过误差分析,所建立的地质模型能满足当前的精度要求,同时也验证了建模思路的可行性。     

江西相山火山盆地三维地质建模的实践与思考

三维地质建模是在地质体空间结构分析的基础上,运用计算机技术,建立可供展示、编辑、计算和输出于一体的数据模型。在江西相山地区地表数字地质填图、深部地球物理勘探、钻探数据分析的基础上,依托GOCAD软件平台建成了5个不同范围、不同数据源的三维地质模型,探索了数字地质填图建模、地质剖面建模和多源数据融合建模3种建模方法。其中数字地质填图建模是很有推广价值的三维建模方法,可以作为地表区域地质填图的一种新型表达方式,也可以作为一种过渡性模型,用作更深层次三维地质调查的工作部署基础和建模约束条件。三维地质建模强调多源数据的有机融合与相互印证,需要地质、物探、信息技术多学科融合,在3D空间里理解所有地质体、地质现象的几何形态和成因关系。     

基于GOCAD的复杂地质体FLAC^3D模型生成技术

鉴于FLAC3D难以建立复杂三维地质体的缺陷和GOCAD强大的地质建模能力,本文提出了基于GOCAD软件建模和划分网格,并通过GOCAD与FLAC3D的接口程序,将其导入FLAC3D的复杂三维地质体建模方法,从而实现了复杂地质体FLAC3D模型的直观、快速建模。该建模方法在郴宁高速公路某软土地基斜坡高填路堤建模中得到了实际应用,结果表明该方法是完全可行和有效的。     

利用GEOSIS软件平台建立三维地质可视模型——以典型岩溶流域湖南洛塔为例

探讨了洛塔典型岩溶流域在缺乏钻孔资料的情况下,利用系列地质剖面、地质图、DEM等现有资料建立三维地质模型的建模方法及模型的应用。其中地质剖面数据的获取采用了计算机自动提取地形高程、地层界线、地下河位置等信息制图,精确快速。三维建模过程使用Geo SIS三维地质建模软件平台,以超体元实体模型、断层数学模型、褶皱几何模型等进行建模,模型形象逼真。建好的三维模型可以进行任意方向、角度的切割;进行地下漫游、放大、三维观察地层与断层之间的关系;进行揭层三维显示及单层三维显示; 进行任意形状的开挖显示。从建模的角度考虑,该方法对仅有地形图、水文地质图和极少量钻孔资料的情况下建立三维地质模型,具有普遍推广的意义。      

GOCAD在某桥基边坡三维地质建模中的应用研究

利用专业三维地质建模软件GOCAD(Geological Object computer Aided Design),通过野外实测离散的工程勘测数据拟合和插值,建立了该边坡(含地形、地层分界线等信息)的三维地质模型,把地质结构信息通过三维可视化具体体现,并且可以任意切割剖面加深对地质结构的认识.由于三维地质模型的建立,一方面为地质工程人员进一步分析研究桥基边坡稳定性及数值模拟分析计算提供一种新的手段和方法,另一方面为非地质工程人员对边坡三维地质结构直观认识均具重要工程实际意义.     

三维裂缝预测与渗透率建模研究

采用3DMove软件结合地震、测井资料从地质构造成因的角度进行裂缝预测,建立三维裂缝模型。计算和分析单元体的渗透率和渗透率各向异性,从而获得整个裂缝储层的渗透率和渗透率各向异性特征。此方法提高了三维裂缝预测的可靠性,使计算及分析结果更加准确。     

三维地质模型构建方法的研究及应用

地质体三维建模是地学信息系统的核心问题之一.对三维GIS及地学领域的空间构模方法的现状进行分析,结合地质体工程特点,提出一种三维地学空间构模方法--似三棱柱(STP)法.该方法以似三棱柱体作为三维地质体建模的基本体元,并采用5类基本元素和6组拓扑关系对似三棱柱体的数据结构进行描述.它能有效地表达各种三维地质现象,也可以更好地与传统的多层TIN模型结合,维护好空间实体的拓扑关系.基于本文的建模方法开发了一个适合地质领域的三维GIS初步原型,并用实际钻孔数据进行了验证.     

大地电磁三维正、反演多核并行计算的设计与实现

首先以频点为并行粒度,完成了MT三维正演并行计算,然后将该算法引入共轭梯度法MT三维反演过程中的正演求数据的残差、反演方程右端项的求取、共轭梯度求解模型增量这三个计算环节中,使得MT三维反演中的主要计算量实现并行化。对编制的MT三维正、反演并行计算程序,在多核工作站上通过理论地电模型进行了正演试算和反演验证,并在串行和并行两种计算方式下进行了计算效率对比。     

超临界流体中MoO3与WO3溶解度实验探讨

超临界地质流体以其独特的性质对金属成矿元素具有超强的萃取、层析和搬运能力,在热液矿床成矿机制研究中对揭示成矿物质的源、流和汇起着特殊和重要作用。本文利用分析纯H2MoO4在高温下脱水制备了MoO3(白色斜方晶系),在冷封式高压釜中实验测定了417℃超临界条件下,MoO3在纯水中的溶解度分别为7.3(29MPa)、14.2(45MPa)、21.6(55MPa)、27.7(78MPa)、32.5(100MPa)、和34.2(150MPa)mmol/l,热液中钼的存在形式为H2MoO4。依据前人的实验方案,补充测定了WO3在4.0%NaCl水溶液中于450%条件下的溶解度,其值分别为27.51(50MPa)和30.52(100MPa)mmol/l。结合前人研究结果发现,MoO3、WO3的溶解度在临界区域内具有超临界现象,在超临界条件下其溶解度与石英的超临界溶解度行为基本相似,表现为溶解度随体系温度和压力的升高而增大,这对揭示岩浆热液型和石英脉型钨、钼矿床的形成机制具有重要指导作用。     

三维地质建模与GIS的结合研究

三维地质建模与GIS应用目的不同,由此决定了它们研究重点不同,这二者的相互结合能促进双方的共同发展,但目前对此还缺乏较系统的研究。这里在对三维地质建模和GIS功能进行比较分析的基础上,指出了二者相结合的意义,提出了二者相结合的途径并分析了各自的优缺点,最后对二者相结合的发展趋势进行了展望。     

邓肯-张本构模型在FLAC3D中的开发与实现

根据FLAC3D软件提供的二次开发平台,利用VC++环境在FLAC3D软件中实现了邓肯-张本构模型的开发,设计了一系列三轴试验的模拟算例对模型开发的正确性进行了验证。给出了在FLAC3D中开发本构模型的基本步骤和编程要点,为其他用户进行本构模型的修改提供了借鉴和参考。由于FLAC3D开发环境的特点,用户编写的本构模型和软件自带的本构模型的执行效率处在同一水平。     

FLAC3D在深基坑开挖与支护数值模拟中的应用

运用FLAC3D软件对武汉长江过江隧道江南明挖段深基坑进行了开挖与支护模拟。计算中采用摩尔-库仑弹塑性模型,基坑围护结构与土体之间的接触面运用接触单元。通过计算得出不同开挖阶段的地表沉降、基底隆起和墙后土体水平位移,为工程设计与施工提供参考。     

贵州北盘江大桥高边坡特征及其工程效应研究

高山峡谷地区的北盘江大桥两岸高边坡,表部风化卸荷严重。因此,对其稳定性及危害程度进行准确评价显得尤为重要。首先,对两岸边坡的结构类型、结构面与坡面的组合、岩体风化及物理力学性质等特征进行了研究;然后,对两岸边坡的岩体进行了质量分级;在岩体质量分级的基础上,利用FLAC3D数值模拟软件,对两岸边坡在自重、大桥荷载和地震作用下引起的工程效应进行了综合评价。     

改进的遍布节理模型及其在层状岩体地下工程中的应用

基于显式有限差分程序FLAC3D,针对层状岩体建立了可以考虑其横观各向同性变形特性的遍布节理模型。通过FLAC3D程序的预留接口导入程序,将该改进的遍布节理模型中植入FLAC3D动态链接库。在此基础上进行了层状岩体变形与强度各向异性特性的研究,最后将该模型应用于龙滩水电站巨型地下硐室群的层状岩体围岩变形及破裂特征分析。研究表明,围岩变形主要表现为岩层同性面内的变形,其左右边墙变形不对称性主要受断层切割控制;围岩破坏型式以剪切破坏为主,其中岩体整体破坏受断层控制,表现为中低应力条件下的拉剪或压剪破坏;而开挖引起的岩层破坏受制于陡倾角层状岩体结构,表现为层间错动引起的剪切破坏。