含水层结构和地下水面形态的虚拟模拟——以苏锡常地区为例

利用Visual C++作为虚拟苏锡常地区第四系含水层结构和地下水面形态的开发工具,采用OpenGL对它们进行三维可视化表达,研究者可采用不同的显示方式对含水层和地下水面进行观察,了解各地层间的空间分布特征、含水层间的补给关系、地下水面的形态和水平方向上地下水补给区和排泄区的分布情况,以及地下水面的动态演示过程。     

苏锡常地区地面沉降地质结构三维可视化模型虚拟现实系统研究

从苏锡常地区地面沉降研究实际需要出发,介绍了利用虚拟现实技术构建地面沉降地质结构三维可视化模型虚拟现实系统的设计思路、开发模式、实现方法和功能特点。该系统真实表达了研究区三维地层结构特征,逼真再现了地面沉降模型所预测的地下水流场、地面沉降发展变化过程,并虚拟表现出地面沉降可能造成的后果,为苏锡常地区地面沉降机理及预测研究提供了一个全新的三维可视化平台。     

高地下水位区地铁工程U型结构的设计方法

为解决天津某地铁出入段线地下水位较高、或受场地限制及某些特殊原因所不允许的降低地下水的路堑工程问题,地下隧道与地上路基连接段采用U型结构通过.针对场地工程地质条件和水文地质特征,同时结合国内多项工程实例,确定该工程U型结构横断面形式,边墙及底板的计算模型,对结构受力、配筋进行分析和计算;对裂缝宽度、抗浮稳定性进行验算;选取基坑围护及地下水控制措施.计算模型边墙按悬臂梁、底板按弹性地基梁选取,结构按最不利荷载组合进行配筋计算;同时采用管井降水+止水帷幕对地下水进行控制.计算及验算结果均满足设计要求,工程措施选择合理,可为同类工程设计提供借鉴和参考.     

降水量对邢台岩溶水地下水位影响分析

百泉、达活泉两大泉群流量的大小与泉域内降雨量有着密切的关系,并存在一定的滞后效应。市区岩溶水主要依赖西部338.6平方公里岩溶裸露区降水补给。近几年来伴随着气候的变暖,大气降雨量逐年减少,蒸发量逐年增高,从整体上减少了大气降水对泉域岩溶水的补给量。分析泉域内降水量结合邢台百泉泉域的水文地质条件,对泉域内岩溶水水位的影响以及存在的问题进行了较为系统的综述,最后提出相关的建议,并对未来研究方向进行展望。     

苏锡常地区环境地质研究

江苏省地质矿产局和有关部门都很重视苏锡常地区环境地质评价工作,“七五”期间曾开展了多项水文地质工程地质环境地质调查勘察工作,并从多方位对城乡经济发展进行环境地质论证,提交成果颇多。本文就是该项成果之一。苏锡常地区环境地质基本特征苏锡常地区位于长江下游太湖平原,第     

长春市第四系三维地质结构模型的研究

长春市三维地质结构模型是应用GMS软件,利用该区钻孔资料作为地层建模的基础数据建立的,最终通过模型建立展示地质结构的真实效果。     

中国典型地区地下水位对环境的控制作用及阈值研究

研究采用理论分析和实践成果相结合、区域宏观分析与典型地区深入剖析相结合的研究方法,从地下水不合理开发利用引起的环境问题出发,选取华北地区、西北地区以及沿海地区作为典型区,分析地下水位对环境的控制作用,提出了具有针对性的地下水位控制阈值。华北平原有利于山前调蓄的地下水位埋深为10m、中东部平原浅层控制土壤盐渍化水位埋深为2~3 m、防止地裂缝的水位埋深为7 m、深层控制地面沉降水位埋深为50 m、浅埋岩溶区地下水位应控制在岩溶含水层上覆的松散岩类的底板高程(2 m)之上;西北地区控制天然植被衰败的地下水位埋深为2.0~4.5 m和人工绿洲灌溉期控制土壤盐渍化的地下水位埋深为1.2~1.5 m,非灌溉期中冻结期地下水位埋深1.3~1.5 m,冻融期为2.2~2.7 m;沿海地区防止海水入侵的地下水位阈值应控制在漏斗中心水位高程-5~-6 m,最大不超过-8 m。上述地下水位控制阈值的确定,为实施地下水总量控制和水位控制管理提供了科学依据。     

基于GMS的山西辛安泉域地下含水层结构模型研究

辛安泉域岩溶地区存在较多岩溶管道、人工采煤巷道和复杂的地质构造等,水文地质条件十分复杂。为准确构建辛安泉域三维地表水-地下水数值模型,开展岩溶水资源承载力评价,需要精确建立辛安泉域三维地下含水层结构模型。采用GMS软件基于实际钻孔数据资料、虚拟钻孔数据和水文地质剖面资料精细建立长治市辛安泉域岩溶含水层三维含水层结构模型。结果表明,采用GMS模型,基于实际钻孔数据资料、虚拟钻孔数据和水文地质剖面资料建立的长治市辛安泉域三维含水层结构模型更接近实际,采用这种方法构建含水层结构模型能够为后期精确建立长治市辛安泉域三维地表水-地下水数值模型打下坚实的基础。     

基于苏锡常地区地面沉降虚拟现实系统的网络数据库设计

利用数据库、ASP等技术建立该网络数据库，为虚拟现实系统建模所需要的海量数据及通过该系统建立的地质结构、地面沉降等模型数据提供有效的存储、读取及编辑功能；同时，利用该数据库还可提供信息的远程共享和发布，实时地将地面沉降数据及利用该虚拟现实系统模拟的地面沉降发生、发展过程及后果向社会公众公布。考虑到网络数据库的安全问题，在数据库设计中通过设立身份验证机制和在代码中过滤安全漏洞，保证代码的安全性。     

复杂造山带地区三维地质填图中深部地质结构的约束方法: 西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图实践

在地球物理资料稀少、钻孔数据匮乏的复杂造山带地区进行三维地质填图, 目前尚处于实践探索阶段.我们的填图工作思路是: 以精细地表地质调查为基础, 在地质-地球物理-钻孔等多源数据约束下, 充分利用野外走廊带解析剖面、实测自然剖面、地球物理解释剖面等资料, 进行人机交互式三维地质建模, 并根据使用资料的准确性、空间分辨的精细程度等对模型的可靠程度进行分块评价.浅表层以地表地质信息(包括产状、地层层序关系、地层厚度、褶皱形态、断层性质与位移、局部和区域概念地质模型等)约束为主, 深部地质结构则主要依据地球物理剖面资料, 少量钻孔资料不仅用以校验地球物理资料解释的可靠性, 并对模型施加强约束.以西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图为例, 着重讨论了在三维建模中如何具体实现上述思路和约束方法.实践证明, 该填图思路和建模方法是行之有效的, 可操作性强.      

虚拟现实技术在都江堰三维信息系统中的应用

以四川都江堰虚拟现实系统的构建为例,介绍了虚拟现实技术应用于流域模拟的一些关键环节,重点探索了多比尺地形嵌套建模、水流模拟、场景漫游控制、多专题切换、工程设计仿真以及与外部数据库连接查询等问题的解决方法,为虚拟现实技术更进一步应用于流域模拟进行了有益的尝试.     

基于虚拟现实技术的排水管道损伤粘合修复方法

传统的地下排水管道损伤粘合修复方法修复后外渗较多,为了解决这一问题,基于虚拟现实技术提出了一种新的排水管道损伤粘合修复方法,通过负压波形图法定位排水管道的损伤位置和损伤程度,然后通过通信模拟器进行排水管道损伤信号的输送,计算机输出排水管道的损伤鉴定,采用虚拟仿真技术,应对不同损伤程度的排水管道,合理地进行粘合修复处理。结果表明,与传统修复方法相比,基于虚拟现实技术的排水管道损伤粘合修复材料更加合理,在修复后会通过特殊试剂进行清洗,提高了排水管道损伤处的粘合效果,降低排水管道损伤粘合修复后的外渗量。     

虚拟现实技术在石油勘探开发中的应用

在石油工业勘探开发面临严峻挑战的今天,多学科的交叉合作发展势在必行。虚拟现实技术以其沉浸性、交互性和想象性,将成为理想的石油工业勘探开发工作平台,可望广泛应用于地震资料解释、储层模型建立、钻井轨迹设计、海上钻井平台设计以及多学科工作组的协同工作和决策等,并分析了虚拟现实技术的主要进展,展望了虚拟现实技术在石油勘探开发中的应用前景。     

虚拟流域环境中河道演变的整体自动 建模及可视化分析

将三维虚拟仿真技术和科学计算可视化技术相结合应用于河道泥沙冲淤分布规律分析中,提出了基于虚拟现实技术的泥沙冲淤过程三维可视化技术框架并构建了相应系统。提出并研究了河道边界自动识别、河道演变过程数据模型的自适应生成、动态河道与大范围场景的无缝嵌套建模、多层细节层次与无缝拼接、时空过程可视化与控制显示模式、动态河道的交互、基于局部插值的断面提取等系统中使用的关键技术。以三峡坝区河道为例,研发了三峡坝区河道演变时空过程可视化表达系统,证明了提出方法的实用性和可行性。     

Crustal structure in the Changbaishan volcanic area, China, determined by modeling receiver functions

During 1998–1999, we installed a temporary broadband seismic network in the Changbaishan volcanic region, NE China. We estimated crustal structure using teleseismic seismograms collected at the network. We detected a near surface region of strong anisotropy directly under the main volcanic edifice of the volcanic area. We modeled 109 receiver functions from 19 broadband stations using three techniques. First we used a “slant-stacking” method to model the principal crustal P reverberation phases to estimate crustal thickness and the average crustal P to S speed ratio (v_p/v_s), assuming an average P-wave velocity in the crust. We then estimated crustal S-wave velocity (v_s) and v_p/v_s profiles by modeling stacked receiver functions using a direct search. Finally, we inverted several receiver functions recorded at stations closest to the main volcanic edifice using least squares to estimate v_s velocity profiles, assuming a v_p/v_s value. The results from the three estimation techniques were consistent, and generally we found that the receiver functions constrained estimates of changes in wave speeds better than absolute values. We resolved that the crust is 30–39 km thick under the volcanic region and 28–32 km thick away from the volcanic region, with a midcrust velocity transition at about 10–15 km depth. We estimated that the average crust P-wave velocity is about 6.0–6.2 km/s surrounding the main volcanic region, while it is slightly lower in the vicinity of the main volcanic edifice. The estimates of v_p/v_s were more ambiguous, but we inferred that the bulk crustal Poisson's ratio (which is related to v_p/v_s) ranges between 0.20 and 0.30, with a suggestion that the Poisson's ratio is lower under the central volcanic region compared to the surrounding areas. We resolved low S-wave velocities (down to about 3 km/s) in the middle crust in the region of the main volcanic edifice. The low velocity anomaly extends from about 5–10 to 15–25 km below the surface, probably indicating a region of elevated temperatures. We were unable to determine if partial melt is present with the data we considered in this paper.     

青藏高原岩石圈三维结构及高原隆升的液压机模型

青藏地区可以昆仑断裂和雅鲁藏布缝合线为界分为3个岩石圈地球物理特征各不相同的区域:青海高原、藏北高原和藏南高原。青海高原位于昆仑山脉以北,是重力高和重力低毗连出现的盆山结构。藏南高原位于雅鲁藏布江以南,是印度板块分布的地区,其上是印度板块的陆缘沉积。它的地壳结构是一个向南运动的逆冲推覆系统。INDEPTH反射剖面在藏南发现的主喜马拉雅逆冲断层(MHT)与宽角反射地震扇形剖面得到的T4震相反射面完全吻合。两种地震测深方法得到的结果之间不存在矛盾。T4震相在高喜马拉雅地区没有显示,MHT向南延伸到高喜马拉雅只是一个推论,因而MHT是否为印度板块的俯冲带仍有待于获取新的证据。在昆仑山脉以南到雅鲁藏布缝合带为藏北高原,是广泛发生局部熔融的强流变岩石圈。局部熔融地区呈漏斗状。在藏北广泛存在的深度为15～20km的上部地壳内的低速层是一个最富于流变性能的局部熔融层,它的埋藏深度平坦稳定,可能含大量水质流体。紧挨着上述上部壳内局部熔融层,在藏北岩石圈大范围出现分布不均匀的网状局部熔融。局部熔融体的底部从雅鲁藏布江地区的80km向北逐步加深到200km。漏斗的漏管处位于羌塘—可可西里。藏北局部熔融体的形成是由于印度板块向北运移,受到亚洲板块的阻挡,沿雅鲁藏布缝合带向青藏高原高角度俯冲,在弧后羌塘—可可西里地区产生高热流上升地幔所致。根据卫星重力异常、航空磁测、地震接收函数研究、地球化学资料以及地表地质均揭示,印度板块沿雅鲁藏布缝合带的俯冲仅发生在亚东—唐古拉一线以西的西藏西部。在亚东—唐古拉一线以东,印度板块与西藏块体间仅仅发生碰撞,但没有发生俯冲。高原的整体隆升是由液压效应所造成。青藏高原的隆升像一台液压机。印度板块对青藏俯冲过程中产生的各种应力,通过局部熔融体,传递到地壳深15～20km处的熔融层,在其下形成一个等压面。在这个等压面的驱使下,在低速层以上未被局部熔融的地壳的底部均匀受力,将它们同步向上抬升。高原隆升期后的跨塌,使上部地壳向四周流动。在青海高原,造成毗连阿尔金断裂的一系列由西南向北东方向推动的叠瓦构造。在雅鲁藏布江以南地区,形成一系列向南凸出的弧形逆冲断层。在昆仑山脉与雅鲁藏布缝合带之间,向东的流动便形成上部地壳的滑脱构造。虽然青藏高原的形成是由于印度板块的俯冲,但它的隆升机制不单纯是一个刚体力学问题,更重要的要考虑到流体的作用,简单的用以刚体假设为前提的板块学说去解释高原的隆升机制是青藏高原研究中的误区。西藏高原的深部是一个大热库,西藏热储的开发利用是一个重大的研究课题。     

GOCAD三维建模技术在基础工程中的应用研究

随着三维可视化技术的不断发展,在工程建设中应用三维技术立体化地展示工程设计成果成为了可能。文章应用了GOCAD软件在地质方面三维建模的强大功能,以真实工程案例为研究对象,分别了探讨了研究场地的三维工程地质地层模拟、地层属性模拟、场地开挖和地基处理工程桩模拟的快速建模流程及关键技术,并对模拟地层的准确性进行了验证。通过应用实例证明,GOCAD软件具有快速建模,可视化效果良好的特点,能够较真实地反映地层分布情况,能够快速实现基础工程中相关的构件建模,将其应用于岩土工程的勘察设计及施工工作中是切实可行的。