★水利水电工程地质论文摘要范文水利水电工程地质论文摘要写

水利水电工程地质论文摘要范文水利水电工程地质论文摘要写 针对水利水电工程地质的三维建模与分析问题,提出了面向水利水电工程地质建模的混合数据结构,以面向对象的分类思想,基于混合数据结构实现了地形类、地层类、断层类、界限类4类地质对象的拟合构造与几何建模,并提供可供选择的建模机制,为解决倒转褶皱、复杂断层等建模难点发展了新的方法,集成地质对象和人工对象模型,实现了水利水电工程地质三维统一模型的构建.基于三维统一模型可进行一系列水利水电工程地质分析应用,包括岩体质量可视化分级、三维模型任意剖切分析、大坝和地下工程地质分析等,为分析复杂地质条件下水利水电工程勘测、设计与施工中的地质问题提供了理论基础和技术手段. 红层分布于世界各地,中国境内的红层主要是分布于西北、西南及华南地区,尤以四川盆地分布最为广泛,也最为连续和典型.四川盆地人口密集,工农业等十分发达.然而,四川盆地红层地区水资源总量不足,径流时程分布不均,干旱、洪涝灾害频发；就水能资源而言,虽然盆地区弱于川西高原地区,但其距离用电负荷中心近、交通发达,开发条件良好.四川盆地红层区已有了众多的水利水电工程实践,积累了大量成功的工程实例和经验,同时也存在诸如黑龙滩水库坝基岩体滑动、高凤山电站坝基石膏溶蚀、回龙宫隧洞膨胀岩等工程地质问题.目前四川盆地红层地区水能资源开发只完成资源总量的近50%、水利工程灌面建成率仅为11.5,因而未来四川盆地红层区的水利、水电工程建设存在广阔发展前景. 因此,对四川盆地红层岩体特性及其水利水电工程地质问题进行系统、深入地归纳、分析与研究,在研究基础上有重多的工程实践经验和教训,在工程实践中有广泛的实际需求,在成果应用上具有广阔的前景.为此,作者二十年多年100余项四川盆地红层地区大中型水利水电工程实践为依托,结合国内外相关资料,对四川盆地红层岩体的主要水利水电工程地质问题进行系统研究,以为在四川盆地红层区实施的“再造一个都江堰”的水利发展战略,合理、有效地开发、保护水能和水利资源,提供一定的理论支撑和方法依据. 本文在对四川盆地红层建造改造特征研究的基础上,总结了盆地红层岩性、岩相以及红层岩性组合特征在盆地上的分布规律；通过对四川盆地红层区岩体物理力学试验数据的分析,得出了红层岩石及岩体的物理力学参数,同时还从沉积建造、构造与表生改造方面分析论述了四川盆地红层岩体的结构特征,然后对其进行了工程地质分区.在此基础上,对水利水电工程建坝的红层岩体稳定问题及渗漏问题进行了分析研究；论文最后研究了与红层岩体类岩溶及膨胀相关的水利水电工程地质问题.论文的主要成果如下： （1）依托100余项四川盆地红层地区的水利水电工程实例,论文系统分析总结了红层岩体的物理力学和岩体结构特征,以及相应的水利水电工程地质问题,提出了红层坝基岩体变形、抗滑、渗漏问题的基本模式和相应工程地质问题的评价方法,为系统分析、评价红层岩体水利水电工程地质问题提供了基本的思路和方法. （2）通过对从侏罗纪到第三纪红层沉积相、岩性组合随地质时代的变化及其在盆地空间上的展布特征研究,得到了四川盆地红层岩石的建造特征. （3）基于四川盆地红层岩石近800余组试验资料的分类、统计、分析,得到了四川盆地红层岩石总体上属于软岩,其中,砂岩类岩石属于较软岩（1531Mpa）,泥质岩类岩石属于软岩（515MPa）或极软岩（小于5Mpa）；红层岩体总体上质地软弱,结构上为软硬相间的层状岩体,软弱夹层大多沿砂泥岩界面或在泥质岩类软岩中作顺层分布.虽然四川盆地红层岩石总体上属于软岩范畴,但少数红层砂岩类岩石属于中硬坚硬岩石,泥质岩类岩石则属于较软岩中硬岩,这类强度较高的红层主要分布于四川盆地周边的西北部地区；红层岩石强度在盆地空间上的这种分布特点与其沉积环境的差别有关. （4）根据红层岩石建造及构造改造主控因素,结合地貌、水文地质条件等,将四川盆地红层岩体划分为3个工程地质分区,即盆西北区（）、盆中区（）、盆东区（）,其中盆西北区（）又分为盆东亚区（-1）及盆北亚区（-2）,并分析评价了各区的主要工程地质问题. （5）基于红层岩体结构特征,提出了红层坝基岩体变形的9中类别及抗滑稳定的9种模式.论文归纳总结了影响每一类坝基岩体变形及抗滑的主要地质要素,并提出了相关问题的工程地质评价要点. （7）基于铜头电站工程实例分析,得到了砾岩类岩溶发育强度小于常规灰岩岩溶强度的原因是其可溶性组分（CaO/MgO）差异决定的；基于四川盆地白垩系含膏盐红层类岩溶的分析,提出用K（ABS（Vp_(类岩溶)-Vp_(新鲜)）Vp_(新鲜)）,100来作为类岩溶强度评价因子；通过岩体声波Vp与岩体工程力学指标的回归关系,提出用类岩溶岩体声波Vp值来定量评价类岩溶弱化作用对岩体力学指标影响的初步方法. （8）以回龙宫隧洞围岩膨胀导致衬砌变形破坏机制的定性及数值模拟分析为典型实例,提出了膨胀岩隧洞施工、设计要点. 工程地质是工程建设的基础,处于高山峡谷中的水利水电工程区域往往地质条件恶劣、地质构造复杂、地质信息众多,给工程勘测、设计与施工建设等各方面带来极大的困难,传统二维、静态的地质处理分析方式已难以满足工程地质师和设计人员的实际需求.本文针对多源地质数据的耦合分析、地质体的复杂性、信息量大、分析要求高、模型的可靠性及其快速更新修改等难点,融合水利水电工程科学、工程地质学、数学地质学、计算机科学和系统工程等多个交叉学科的先进理论技术,提出了实现水利水电工程地质信息三维建模与分析的理论方法,主要获得了以下四项研究成果: (1)提出了面向水利水电工程地质信息的混合数据结构.针对水利水电工程地质信息的自身特点和分析要求,提出了以非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Splines, NURBS)结构为主、结合不规则三角网(Triangular Irregular Network, TIN)模型和边界表示(Boundary Representation, BRep)结构三种基于面表示的混合数据结构,为解决地质体复杂、模型数据量大与地质分析要求高之间的矛盾提供了基础支持. (2)提出了耦合多源数据的水利水电工程地质信息三维统一模型的构建方法.对各种的地质数据进行耦合解析,保证了所有有效信息成为建模可利用的数据,并采用自动化手段构建数据库驱动建模模式,以面向对象的分类思想,基于混合数据结构实现了地质对象的拟合构造建模和人工对象建模,提供可供选择的建模机制,从几何性、构造合理性、原始数据精度和反馈信息四个方面进行模型可靠性分析,确保模型解释符合真实情况,对地质、人工对象模型进行布尔运算构建水利水电工程地质信息三维统一模型,并能快速耦合新的数据实现模型的及时更新. (3)提出了基于三维统一模型的水利水电工程地质信息分析应用技术.在水利水电工程地质三维统一模型的基础上,提出了包括岩体质量可视化分级建模、三维模型任意剖切分析、大坝和地下工程地质分析等分析应用技术,为分析复杂地质条件下水利水电工程勘测、设计与施工中的地质问题提供了有力的技术手段. (4)研制开发了水利水电工程地质信息三维建模与分析软件系统.基于上述所提出的理论方法和技术,结合工程实践,研制开发了相应的软件系统(VisualGeo),它是将理论技术用于解决工程实际问题的技术平台. 以雅砻江锦屏一级水电工程为主要实例,对上述理论技术、方法和软件平台进行了完整、系统地应用研究,有效地提高了其工程勘测、设计与施工的信息化管理水平和效率. ：目前,三维可视化技术的开发与应用越来越受各领域的重视.达索CATIA因其强大的功能,已逐渐成为水利水电工程三维协同设计的软件平台.但地质建模技术却一直是制约其进一步推广的瓶颈.本论文致力于研究利用CATIA软件快速便捷地建立三维地质模型,用于后期的可视化分析.全论文主要研究内容如下： (1)三维地质建模方法.以Windows为平台,利用达索CATIA软件基于钻孔数据及地质平面图和剖面图进行三维地质建模,建立完整的地质模型,实现三维地质信息集成和还原. (2)针对CATIA在地质建模中的不足,对软件进行二次开发.针对复杂建模步骤进行简化,使建模过程更为快捷.开发了地质建模平台、钻孔数据的提取和导入程序、钻孔数据分组、虚拟钻孔程序以及特殊地质要素的建模模板. (3)二维成图功能.开发对地质模型二维剖面图、平面图输出程序,实现模型任意部位二维图的快速生成. (4)三维模型可视化.实现模型的虚拟漫游、图像渲染、任意剖切,实现模型的动态可视化效果,直观真实多层面展示三维模型. (5)在三维地质模型上设计工程料场,进行料场的模拟开挖并计算开挖体积.实际工程应用.结合具体的工程实例,来验证CATIA软件三维地质建模技术的实用性. 工程地质三维建模及可视化技术借助于计算机和科学计算可视化技术,直接从3D空间角度去理解和表达地质对象的几何形态、拓扑信息和属性特征,这对工程决策和灾害防治意义重大,已经成为岩土工程科学、工程地质学、数学地质学和计算机科学等多学科交叉领域研究的前沿和热点.本文针对多源地质数据的耦合分析、地质体的复杂性、信息量大、分析要求高、模型的可靠性及其后期更新修改等难点,从理论分析着手,结合地质数据库与catia建模软件并对catia进行了相关的二次开发,实现了水利水电工程三维地质模型的建立,主要研究体现在以下几个方面： (1)建立地质数据库系统.保证了从数据采集、解译到数据入库以及后期三维地质建模应用的数据自动提取和相应格式转换,为工程地质信息的管理和维护提供了有效手段,同时也为后期三维地质建模提供了数据支撑. (2)利用数据库实现二维图件(钻孔柱状图)的自动成图. (3)基于前人的理论研究,本文从理论上阐述了三维地质建模的难点和关键问题,并且分析了水利水电工程中原始地质数据的数据、数据格式、数据特点.结合catia建模的思路和流程,总结出地质建模一般的方法和思路,并分别介绍了地表面、地层分界面、断层面、风化层等地质结构面的构建方法. (4)结合地质数据库,对于catia三维地质建模中基于钻孔数据进行地层划分以及构建地层分界面的过程进行了二次开发,并对利用二维剖面图构建地层分界面的过程,本文提出了其简化过程. (5)将地质数据库并结合catia建模软件应用于 _水电站中,用于对现场实际工程数据的管理以及三维地质模型的建立与分析,从而验证本文三维地质建模方法和思路的可行性以及系统的实用性与科学性. 在总结工程实践的基础上提出了适合水利水电工程 (主要是中、小型工程 )的边坡工程地质分类 ,将未变形边坡概分为岩质边坡和土质边坡 ,分别按其结构和岩性进行边坡分类 ,对变形边坡则按其变形特征进行边坡分类.对各类边坡概述了其主要特征、影响稳定的主要因素、与水利水电工程关系、处理原则与方法和勘察应注意事项等.由于全文较长 ,本刊将分上、中、下三部分连载.本期刊登的为第一部分 (上 ) ,文中概述了分类的目的和基本原则 ,简要叙述了土质边坡的分类 ,按土性划分为粘性土、砂性土、黄土、软土、胀缩土、碎石土和岩土混合共 7类土质边坡 ,并附土质边坡分类表.对土质边坡工程的勘察设计有重要参考意义. 分析总结了工程地质测绘、勘探、野外试验等水利水电工程地质勘测等方法的用途及其最新发展情况,以及全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(G IS)等3 S技术在水利水电工程地质勘测中的主要应用,旨在为水利水电工程地质勘测方法的合理选择提供可借鉴的经验. 针对实现水利水电工程三维设计中所存在的关键问题,基于三维地质建模、水工建筑物快速建模和计算机协同设计技术等先进技术,采用了面向对象方法,设计并实现了水利水电工程地质-水工三维协同设计系统.该系统由三维地质建模、水工建筑物建模、工程地质分析与设计,以及数据库管理4个模块组成.地质和水工建筑物建模为工程地质分析与设计提供了三维模型,能够进行三维剖切分析、建基面分析、地下建筑物布置分析、边坡开挖分析等多方面的综合分析和不同专业间的协同作业,为水利水电工程三维设计提供了技术支持. 随着计算机技术和算法的不断完善,模型的前处理已成为数值计算的一大关键问题.因此,能否建立完善、适用的模型将直接影响数值分析的准确性.鉴于CATIA软件强大的三维建模能力及其良好的开放性,本文选用CATIA作为水利水电地质模型数值分析的前处理软件,提出了基于地质数据库管理系统的有限元实体模型建模方法,分析并研制了CATIA与通用数值计算软件的数据接口,主要取得了以下成果和结论： (1)开发了水利水电工程地质数据库管理系统.针对地质信息繁杂的特点,选用VB.NET语言,建立了基于SQL SERVER的网络数据库和基于Aess的本地数据库,实现了地质信息的录入、检索、存储、统计分析以及成果输出等功能；同时,为后续的地质建模及有限元接口提供相应的数据存储、数据调用和数据转换等功能. (2)提出了基于数据库系统的CATIA有限元实体模型建模方法.对既有的Mesh地质体建模方法进行修改完善,提出了基于数据库系统的CATIA有限元实体模型的建模技术. (3)建立了锦屏水电站三维地质模型.利用数据库系统中存储的地质信息和二维图件,以及开发的钻孔导入数据库和CATI