基于三维地理信息系统的块体稳定可视化分析系统

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1、第25卷增2岩石力学与工程学报Vol.25Supp.22006年10月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringOct.，2006基于三维地理信息系统的块体稳定可视化分析系统1121金丰年，孔新立，翁杰，周建民(1.解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京210007；2.中国人民解放军73889部队，福建南安362300)摘要：以一大型地下工程为例，结合三维地理信息系统，编制块体稳定可视化分析系统。该系统对围岩块体稳定性进行可视化表达和计算解析，确定围岩中出现不稳定或潜在危险块体的部位、大

2、小及抗滑安全系数等指标，为科学分析、预测未开挖段的地质条件提供有效帮助。关键词：地下工程；三维地理信息系统；块体；可视化；系统中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)增2–3650–04VISUALIZATIONANALYSISSYSTEMOFBLOCKSBASEDON3DGIS1121JINFengnian，KONGXinli，WENGJie，ZHOUJianmin(1.EngineeringInstituteofEngineeringCorps，PLAUniversityofScienceandT

3、echnology，Nanjing，Jiangsu210007，China；2.The73889thTroop，PLA，Nan′an，Fujian362300，China)Abstract：Takingalargeundergroundengineeringasanexample，theblockstructurestabilityvisualizationanalysissystemwasdevelopedby3Dgeographicalinformationsystem(GIS).Efficienthelpwasprovided

4、forscientificanalysisandforecastinggeologicconditionofunexcavatedareabyvisuallyexpressingandcomputationallyanalyzingthestabilityoftheblocks，anddeterminingtheposition，magnitude，anti-slidesafetyfactorandotherindexesofinstableorpotentialdangerousblocks.Keywords：undergroun

5、dengineering；3Dgeographicalinformationsystem(GIS)；block；visualization；system块体结构的赤平投影法、块体坐标投影法和块体结1引言构稳定性的矢量分析法。由于矢量分析法具有简捷和清晰的特点，且可以利用计算机进行大量计算，[1～4]大量工程实践表明，块体稳定性是研究地有很高的精度，所以本系统采用矢量分析法。下工程围岩局部稳定的一项极为重要的内容。被开综观国内外块体稳定计算分析程序的发展状挖的岩体内往往都含有节理、断层之类的结构面，况，普遍在可视化方面存在一定的不足，

6、不能直观它们彼此交切从而在硐室周边形成若干块体。其中地显示块体空间的几何形状。三维地理信息系统有的可能因不受相邻岩石约束而向硐室内移动，这(geographicalinformationsystem，GIS)是对具有三维类外形简单的块体的稳定性是地下硐室设计和使用地理参考坐标的地理信息的输入、存储、编辑、查者的研究重点。块体稳定性分析的基础主要是结构询、空间分析和模拟的计算机系统。近年来计算机面组合的几何解析，是一种几何力学方法。一般有科学突飞猛进的发展，许多新技术，如面向对象技收稿日期：2006–06–02；修回日期：2006–0

7、7–30作者简介：金丰年(1966–)，男，博士，1993年于东京大学获博士学位，现任教授、博士生导师，主要从事岩土工程方面的教学与研究工作。E-mail：ejinfn@263.net第25卷增2金丰年等.基于三维地理信息系统的块体稳定可视化分析系统•3651•术、图像处理和人工智能技术为地理信息系统发展动的可能性，选择相应的计算公式，计算荷载只考提供了强有力的支撑条件，使地理信息的数字化和虑了自重力和动态力，然后选择相应的公式，求出可视化成为可能。目前，三维可视化技术已经逐步稳定系数η，当η＜1.0时并求算滑动余力、倾倒及应用到基

8、建工程、环境监测、资源调查等诸多领域。转动剩余力矩等。在三维可视化基础理论方面，国内外学者已经完成根据块体的几何形态及结构面约束条件，临空[5][6，7]了大量的基础性研究：P.Bak等提出了基于三条件分析，解决了失稳方式后，才可进行