离散平滑插值模拟方法在地下硐室群工程中的应用.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2013／21(2)一0216—06离散平滑插值模拟方法在地下硐室群工程中的应用术许国①王长海②(①广西华蓝岩土工程有限公司南宁530001)(②广西电力工业勘察设计研究院南宁530023)摘要以岩滩水电站扩建工程为例，分析了地质体与地下硐室群三维建模和分析中的关键技术一离散平滑插值算法，并将该技术应用于岩滩扩建工程的地质构造及其地下硐室群的三维地质建模与仿真分析。结果表明，该模型在三维可视化表达及三维数值计算等方面均取得了良好的效果。关键词地

2、下硐室群离散平滑插值岩滩扩建中图分类号：U453．2文献标识码：AAPPLICATIoNoFDISCRETESMooTHINTERPoLATIoNToUNDER-GRoUNDCoNSTRUCTIoNXUGuo①WANGChanghai~(①GuangxiHualanGeotechnicalEngineeringCo．，Ltd．，Nanning530001)(②GuangxiElectricPowerIndustryInvestigationDesignandResearchInstitute，Nanning530023)Abst

3、ractThispapertakestheextendedprojectofYantanhydropowerstationasanexample．ItanalyzestheDis‘creteSmoothInterpolationmethod．Atthesametime，itappliesthe3DmodeltotheundergroundconstructioninYantanHydropowerStation．Theexaminationshowsgoodresultsindisplay，modelinganalysisand

4、3Dnumericalcalculation．KeywordsUndergroundconstruction，Discretesmoothinterpolation，DSI，Extendedproject在地质数据密度大、数据分布均匀的前提条件下，传1引言统的插值拟合算法(如最小曲率法、径向基函数、距离权倒数、克里金方法等)能够建立较好的三维可复杂地质曲面的构建是三维地质建模的难点和视化模型_2I3J，但是当在利用这类算法进行稀疏采关键，不规则三角网或规则格网通常是常规三维软样点数据的处理时，误差就会不同程度地出现。此件中采用的

5、建模方法¨J。但是，因为自然界中的各外，由于不规则三角网建模本身往往不采用插值模类地质分界面往往是不规则曲面，加之在工程勘察拟技术，因此原始采样点的数据质量对所建立的三中的经济与技术等条件的限制，得到的地质分界面维地质模型讲产生很直接的影响。的采样点数据都是数量有限的，所以必须要采用相加拿大学者SWHoulding在1994年首次提出应的插值模拟方法才能拟合出平滑的地质分界面。了三维地质学建模的概念后J，这些年三维地质收稿13期：2012—08—20；收到修改稿13期：2012-10-12．第一作者简介：许国，主要从事岩土工程及

6、三维地质建模方面的工作．Email：652615082@qq．tom21(2)许国等：离散平滑插值模拟方法在地下硐室群工程中的应用217建模技术随着技术发展和人们认识的提高而越来越受到地学界的重视。尤其在我国水电工程地质领域，随着地质选点越来越困难，一些水电设计单位开始有针对性地进行三维地质可视化建模技术方面的研究。但是，水电工程地质条件往往错综复杂，而地下构造又不直接可见，同时对地质模型的精度要求很高，因此很多三维建模软件很难建立满足工程要求的三维地质模型，而本文在这方面进行了有益的探索和研究。通过GOCAD系统平台，本文以岩

7、滩水电站扩建工程为例，利用离散平滑插值模拟方法，建立了工图1离散拓扑模型简图程区的三维地质模型和地下硐室空间结构模型，利Fig．1Sketchillustratingthediscretesmoothinterpolation用插值技术有效弥补了建模数据量的不足，同时将钻孔与地质平面图进行三维空间恢复，从而在综合(ot)，⋯}，VOt∈利用多种原始地质数据的基础上，最终完成了岩滩A={A1，A2，⋯}扩建工程地质三维可视化模型的构建。模型不仅逼{A}铮∑∑A()()=b真地反映了扩建工程区域的地质构造特征和地下硐可知系数A和b的

8、值可以根据各种不同的约束室空间结构，还通过开发与转换，为数值分析与计算条件确定，如以下几种情况：提供了可靠的六面体空间格网化模型。(1)约束条件1：已知在节点。上的(Ot。)=2离散平滑插值模拟方法Af若0[=。&叼‘【0其他离散平滑插值模拟方法(DSI)是法国