多尺度三维地质结构几何模拟与工程应用PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

多尺度三维地质结构几何模拟与工程应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一章　绪论1

1.1　多尺度的含义与尺度效应1

1.2　多尺度地质结构三维计算机仿真的背景3

1.3　多尺度地质结构建模技术现状4

1.3.1　三维地质模型建模技术的研究现状4

1.3.2　国外应用程序的开发现状5

1.3.3　国内应用程序的开发现状5

1.3.4　地质结构三维建模在水利水电工程中的应用现状6

1.4　多尺度地质结构三维仿真的应用前景9

参考文献9

第二章　多尺度地质结构面信息获取方法12

2.1　岩体结构的空间特征12

2.2　区域尺度地质结构面信息获取方法14

2.2.1　地质雷达测量技术14

2.2.2　遥感测量技术15

2.2.3　反射波法地震映像勘探15

2.2.4　高密度电法勘探16

2.2.5　磁法勘探19

2.3　工程尺度结构面信息获取方法19

2.3.1　野外地质露头调查方法19

2.3.2　地质构造的调查21

2.3.3　近景摄影测量法23

2.3.4　工程地质钻探24

2.4　统计尺度结构面信息获取方法24

2.4.1　结构面调查统计均质区的确定26

2.4.2　露头面的选择26

2.4.3　结构面的野外测量方法及描述27

参考文献29

第三章　工程尺度结构面三维几何模拟理论与方法30

3.1　概述30

3.2　地质结构三维模拟模型32

3.2.1　人工神经网络模型32

3.2.2　地质体三维模拟方法35

3.3　地形面与地质分界面拟合几何建模方法37

3.3.1　三角B-B曲面的地形模拟37

3.3.2　基于三维散乱数据地形面的构造38

3.3.3　特殊地形的模拟39

3.4　地层层面的模拟40

3.4.1　层状结构面的建模40

3.4.2　层面几何模拟的人工神经网络法42

3.5　褶皱构造的模拟46

3.5.1　褶皱构造建模的基本理论46

3.5.2　褶皱构造建模的方法47

3.6　单一断层的模拟49

3.6.1　断层的空间表示方法49

3.6.2　断层建模方法50

3.6.3　基于钻孔数据的断层建模过程51

参考文献52

第四章　统计尺度地质结构面三维几何模拟55

4.1　结构面自然特征的定量描述55

4.1.1　结构面规模55

4.1.2　结构面产状56

4.1.3　结构面间距56

4.1.4　结构面延展性57

4.1.5　结构面粗糙度57

4.1.6　结构面组数57

4.1.7　结构面张开度和填充物57

4.1.8　岩石块体大小58

4.2　结构面发育规律的统计研究58

4.2.1　结构面系统的特点58

4.2.2　结构面分布的统计规律性60

4.3　结构面实测数据的统计方法61

4.3.1　结构面分组61

4.3.2　结构面几何参数的统计63

4.4　结构面几何参数误差的分类及来源64

4.4.1　采样误差64

4.4.2　统计误差65

4.4.3　测量误差66

4.4.4　结构面产状测量误差的纠正66

4.4.5　结构面迹长的测量误差67

4.4.6　结构面密度的取样误差及修正68

4.5　裂隙岩体三维结构面网络模拟方法69

4.5.1　结构面几何参数的概率分布统计特征70

4.5.2 Monte-Carlo随机模拟方法71

4.5.3　结构面几何参数的模拟理论74

4.5.4　结构面密度的确定75

4.5.5　结构面位置的确定77

4.6　结构面三维网络模拟的计算机实现78

4.7　结构面三维网络图像的可视化方法80

4.7.1　结构面三维网络模拟可视化方法80

4.7.2 3DNET程序简介80

参考文献87

第五章　复杂地质体三维几何模拟理论与算法89

5.1　复杂地质体三维模拟的基本思路89

5.2　断裂型地质体的三维建模技术90

5.2.1　断层网络建模技术90

5.2.2　断裂岩体的实体建模技术91

5.2.3　长大结构面的模拟92

5.3　褶皱型地质体的三维建模技术94

5.3.1　常见的褶皱模型94

5.3.2　褶皱实体建模技术94

5.4　曲面与曲面求交算法95

5.5　平面与曲面相交的算法96

5.6　地质剖面切取算法96

5.6.1　一般性剖面的切取算法97

5.6.2　特殊剖面切取98

5.6.3　统计尺度结构面在剖面上的求解99

5.7　三维地质体可视化的开发环境简介105

5.7.1　OpenGL的基本功能105

5.7.2　OpenGL的开发环境106

5.7.3 IDL简介107

5.8　复杂地质体三维可视化实现过程108

5.8.1　基于钻孔数据的三维地质结构建模108

5.8.2　建模基本原理108

5.8.3　插密110

5.8.4　钻孔数据的组织与管理110

5.8.5　地质体模型的各种交互显示111

5.8.6　地质体模型管理器111

5.9　三维地质结构模拟可视化软件3DGEOLOGY简介111

5.9.1　数据库建立过程111

5.9.2　钻孔数据输入112

5.9.3　程序部分原代码113

参考文献127

第六章　基于三维地质结构模拟的岩体质量评价130

6.1　基于地质体三维模拟的RQD确定130

6.1.1 RQD的概念130

6.1.2　从地质体三维模拟图上测量RQD131

6.2　岩体质量评价方法与标准133

6.2.1　岩体质量分级方法的现状133

6.2.2　岩体质量评价标准136

6.3　基于三维地质结构图像的岩体质量综合评价142

6.3.1　利用三维地质结构图像确定部分岩体质量评价因子的方法142

6.3.2　坝基岩体的工程质量预测144

6.3.3　工程岩体质量评价及分级程序ROCKCLASS编制148

6.3.4　边坡岩体工程地质分类150

6.4　三维地质结构模拟在坝基抗滑稳定分析中的应用152

6.4.1　坝基滑动破坏的类型152

6.4.2　坝基岩体抗滑稳定性评价的基本步骤152

6.4.3　坝基抗滑稳定分析153

6.4.4　工程实例——宜兴抽水蓄能电站上水库坝基抗滑稳定分析154

6.5 基于结构面多尺度三维网络的岩体工程地质分类实例166

6.5.1　围岩分类的基本依据和分类方法166

6.5.2　围岩分类工程实例166

参考文献170

第七章　基于统计尺度结构面模拟的岩体强度确定171

7.1　裂隙连通率的定义171

7.1.1　传统工程地质学关于连通率的定义171

7.1.2　考虑岩桥强度的连通率定义172

7.1.3　结构面三维连通率的定义172

7.2　基于岩体结构仿真图像的三维裂隙连通率确定方法173

7.2.1　结构面三维网络图像的二维离散173

7.2.2　根据岩桥破坏机理确定剪切面上的结构面174

7.2.3　三维剪切面的曲面拟合方法176

7.2.4　剪切面上三维连通率的计算181

7.3　基于模拟退火算法的三维连通率计算184

7.3.1　模拟退火算法简介184

7.3.2　基于模拟退火算法确定连通率185

7.4　裂隙岩体综合抗剪强度取值方法186

7.5　工程应用实例187

7.5.1　工程概况187

7.5.2　心墙堆石坝方案溢洪道的工程地质条件187

7.5.3　结构面现场调查及统计190

7.5.4　糯扎渡工程边坡节理岩体的连通率192

参考文献194

第八章　基于地质结构模拟的边坡多尺度稳定分析196

8.1　岩石高边坡多尺度稳定性评价方法196

8.1.1　边坡变形破坏的模式及判别方法196

8.1.2　岩质边坡稳定性分析的Sarma方法203

8.1.3　裂隙边坡稳定性分析EMU方法207

8.2　工程尺度边坡结构体稳定分析208

8.3　基于三维地质结构模拟的随机楔体搜索方法210

8.3.1　开挖面上结构面迹线的确定210

8.3.2　随机楔体的搜索方法211

8.4　随机楔体的稳定分析212

8.4.1　随机楔体结构面力学指标的确定212

8.4.2　随机楔体的稳定分析213

8.4.3　基于统计尺度网络模拟的随机楔体稳定分析过程217

8.4.4　边坡块体稳定分析程序SLOPE-3D简介218

8.5　基于裂隙网络模拟的岩石高边坡潜在滑裂面的确定219

8.5.1　模拟退火算法搜索滑裂面的过程220

8.5.2　模拟退火算法搜索滑裂面通用程序SlopeCut221

8.6　小湾电站地下厂房进水口高边坡随机楔体稳定分析222

8.6.1　工程概况222

8.6.2　工程地质概况222

8.6.3　边坡岩体结构面几何参数的统计与分析224

8.6.4　边坡岩体结构面网络的三维随机模拟236

8.6.5　开挖边坡结构面三维连通率确定237

8.6.6　进水口开挖边坡三维随机块体稳定性分析239

8.7　天荒坪“3.29滑坡”三维地质结构模拟与滑动面搜索实例243

参考文献259

第九章　基于地质结构模拟的围岩块体稳定分析260

9.1　概述260

9.2　地下工程岩体结构的工程尺度三维几何模拟262

9.2.1　洞室形状的几何模拟262

9.2.2　工程尺度地质结构面的模拟262

9.3　基于工程尺度结构面控稳的围岩稳定块体分析264

9.3.1　块体的定义和分类264

9.3.2　块体的有限性和可动性265

9.3.3　力的平衡和运动学判别267

9.3.4　定位块体和半定位块体的稳定性分析270

9.4　基于统计尺度结构面模拟的随机块体稳定性评价273

9.4.1　洞室围岩随机块体稳定分析273

9.4.2　稳定分析结果的数据处理275

9.5　多尺度地下工程围岩稳定分析可视化程序3DBlock276

9.5.1　程序开发的目的276

9.5.2 3DBlock程序的基本功能276

9.5.3 3DBlock程序介绍276

9.6　西龙池抽水蓄能电站地下厂房围岩块体稳定分析实例279

9.6.1　工程概况279

9.6.2　厂房区工程地质概况279

9.6.3　围岩块体稳定性分析资料的准备283

9.6.4　围岩工程尺度块体稳定性分析结果285

9.6.5　统计尺度随机块体稳定性分析290

参考文献304

第十章　锚固效应及基于地质结构模拟的锚固设计306

10.1　概述306

10.2　预应力锚固效应309

10.2.1　预应力锚固的物理效应309

10.2.2　岩质高边坡预应力群锚加固效应316

10.3　工程尺度结构体预应力锚固优化设计理论320

10.3.1　影响岩锚支护参数确定的因素分析321

10.3.2　决策分析的概念和决策模型323

10.3.3　风险损失的估算方法及锚固系统失效模式325

10.3.4　岩锚支护参数的最优决策分析327

10.3.5　预应力锚索加固决策系统334

10.4　基于统计尺度结构面模拟的系统锚固设计334

10.5　工程尺度块体锚固设计工程实例336

10.5.1　工程尺度块体锚固设计的基本步骤336

10.5.2　西龙池电站地下厂房围岩定位块体预应力锚索加固实例338

10.6　统计尺度块体锚固设计工程实例343

10.6.1　统计尺度随机块体锚固设计的基本过程343

10.6.2　小湾水电站进水口高边坡随机楔体锚杆加固设计343

10.6.3　西龙池抽水蓄能电站地下洞室群围岩随机块体锚固设计345

参考文献346

第十一章　基于岩体结构模拟的裂隙渗流与排水设计349

11.1　裂隙岩体渗透张量计算的Snow方法349

11.2　基于裂隙张量的渗透能量确定方法——Oda法350

11.3　基于裂隙网络的神经追踪法确定裂隙岩体的渗透张量356

11.3.1　单条裂隙渗透流的描述356

11.3.2　基于裂隙网络神经追踪的渗透张量求解357

11.3.3　实例验证359

11.4　基于裂隙网络的最优排水系统设计方法360

11.4.1　排水孔方案361

11.4.2　辐射井排水方案362

11.4.3　排水廊道方案362

参考文献364

第十二章　基于地质结构模拟的工程场地适宜性评价366

12.1　概述366

12.2　地质环境评价的数据采集366

12.2.1　建模范围及数据源366

12.2.2　地质环境评价数据采集366

12.3　地质环境工程适宜性评价方法368

12.3.1　基本原理368

12.3.2　评价单元的划分368

12.3.3　评价因子的确定370

12.3.4　工程场地适宜性评价态势分析370

12.3.5　工程场地适宜性评价模糊层次决策分析371

12.4　地质环境工程适宜性评价AHP-R软件开发372

12.5　长江江苏段岸线地质环境工程适宜性评价实例374

12.5.1　沿江地区地质环境概况374

12.5.2　长江岸线稳定性381

12.5.3　长江江苏段岸线带三维地质结构模拟385

12.5.4　工程场地适宜性评价单元及因子的确定386

12.5.5　岸线开发工程场地适宜性评价态势分析395

12.5.6　岸线开发工程场地适宜性评价的层次分析法401

12.5.7　基本结论418

参考文献427