發(fā)布時間：2020-10-23 20:42

　　 城市地下空間的綜合開發(fā)利用和地下水的長期大量開采會造成透水層壓縮變形,最終導(dǎo)致大范圍地下水位下降和地面沉降。因此,對透水層的科學(xué)研究顯得尤為緊迫和重要。三維透水層建模是一種描述透水層最直觀、有效的方法,它是開展地下空間分析、地質(zhì)現(xiàn)象解釋、礦產(chǎn)資源評價等工作的基礎(chǔ),在地下水資源評估、地下管網(wǎng)鋪設(shè)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。本文以成都市新都區(qū)某住宅建設(shè)工地為研究區(qū),采集工地鉆孔數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源。在分析該工地基本透水層信息的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于不規(guī)則四面體網(wǎng)表示并兼顧拓?fù)潢P(guān)系的三維透水層建模算法,建立了建模原型系統(tǒng),實現(xiàn)了該工地透水層的三維建模,并對建模精度進行了評價。本文主要工作及成果如下:(1)在研究區(qū)實地采集了278例鉆孔數(shù)據(jù)作為透水層信息來源,鉆孔深度的最小、最大和平均值分別為12,29,20.46m,分層數(shù)量的最小、最大和平均值分別為2,12,5.76層。在分析研究區(qū)鉆孔數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,建立了區(qū)域整體層序表,將透水層層序關(guān)系從鉆孔樣本信息中挖掘出來。(2)提出了基于面元模型的柵狀剖面結(jié)構(gòu)算法。利用Delaunay三角剖分算法生成地表不規(guī)則三角網(wǎng),以保證各個剖面具有確定的、上下一致的拓?fù)潢P(guān)系。并采用大量有限平面(分為地層面、梯形面、尖滅面)模擬三維空間中各個透水層剖面,從而形成按地質(zhì)巖性劃分的柵狀面元模型骨架結(jié)構(gòu)。(3)提出了基于不規(guī)則四面體的體元結(jié)構(gòu)算法。引入虛擬鉆孔對研究區(qū)進行插值加密,簡化由有限平面構(gòu)成的不規(guī)則透水層面。通過模型重構(gòu)生成更精確、平滑且合理的面元模型,進而對面元模型由上至下地組合建模,從而得到研究區(qū)精細(xì)的三維透水層模型。(4)以90%鉆孔數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集進行了建模,剩余鉆孔數(shù)據(jù)作為驗證集對比建模效果以評估算法的可行性。通過對比透水層模型厚度與實際厚度的均方根誤差可以看出建模效果較好,尤其在分區(qū)建模且深度間隔設(shè)置為0.1m時,均方根誤差平均值小于0.5,說明本文所提出的算法能較為精確地建立該研究區(qū)的三維透水層模型,具有一定的有效性與準(zhǔn)確性。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P641.7
【部分圖文】：

在已生成的地層面狀態(tài)，研究地質(zhì)體形成過程單值曲面的情況，基于鉆孔地質(zhì)體的邊界，從而為褶皺輯問題作了深入的研究，對根據(jù)鉆孔數(shù)據(jù)和剖面數(shù)據(jù)首手工調(diào)整地層在斷層兩側(cè)的層體封閉邊界生成的算法(n,；孟鵬燕 等, 2014)。羅智該方法允許用戶根據(jù)實際需建模模型精度評估、誤差檢地層建模中地層的劃分展開列來確定地層的排序。

總體架構(gòu)如圖2-1。圖 2-1 三維透水層建模算法總體架構(gòu)本算法除 Delaunay 三角剖分模塊參考了開源組件，其余均為自主設(shè)計與實現(xiàn)，主要從以下兩個部分建立模型：(1) 構(gòu)建基于面元模型的柵狀剖面結(jié)構(gòu)（由點-線-面）① 根據(jù)鉆孔分層信息，分組構(gòu)建模型區(qū)透水層層序表，詳細(xì)步驟參見本文 2.1；② 使用鉆孔位置信息進行 Delaunay 三角剖分，生成不規(guī)則三角網(wǎng)；③ 參考層序表中透水層信息，依次生成所有 TIN 線對應(yīng)兩鉆孔之間的剖面，繪制每個剖面中的透水層分界線，從而形成按地質(zhì)巖性進行劃分的柵

13圖 2-3 構(gòu)建透水層順序表流程圖1 分割透水層為了得到區(qū)域整體透水層分布情況，需要對每個鉆孔進行分割鉆孔分層，記錄每個間隔中最厚的透水層，從而得到由里最厚透水層組成的二維數(shù)組。統(tǒng)計鉆孔分層層序集流程驟如下：(1) 根據(jù)鉆孔分層要素獲得該分層的信息，包括序號、厚度巖性，然后遍歷深度間隔，獲得第一個間隔；
【參考文獻】

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本文編號：2853520