5.3.3 研究区工程建设层三维地层结构模型构建

5.3.3 研究区工程建设层三维地层结构模型构建

研究区面积为320km2,本次共收集研究区内钻孔351个,二维地质图比例尺为1∶25 000,收集了包括民用建筑、公用建筑、城市轻轨、公路桥梁工程层勘察、城市及农用供水钻井、地质灾害危险性评估、岩土工程施工等资料。

根据工程钻孔勘探资料,运用GOCAD 软件,现以(3)-5圆砾—卵石层为例,介绍三维地层模型的构建过程。其具体步骤为:①根据上述钻孔分层资料,提取分层的高程数据,导入建模软件中,生成原始点分布图(见图5-35);②进行克里金插值,将插值结果导入到建模软件中后,生成加密后的数据点分布图(见图5-36);③以各个钻孔分层点作为控制点,在地层层面尖灭、缺失处获得交线;④形成德洛奈三角网格化的层面,并利用DSI算法优化各层初始层面,用交线约束修改原尖灭、缺失地层层面从而最终建立各地层的层面(见图5-37)。

图5-35 (3)-5圆砾—卵石层钻孔数据点分布图

图5-36 插值后的(3)-5圆砾—卵石层钻孔数据点分布图

图5-37 修正后的(3)-5圆砾—卵石上层层面图

由于钻孔工作量仅到达地下30m,(3)-5圆砾—卵石层是研究区第四纪沉积层的底部,将(3)-5圆砾—卵石层下10m 的平面作为模型的底面。从地质沉积过程可知,相邻两个土层之间应该是没有空隙的,因此,将上下两层之间的空间进行填充,可以得到上层的实体模型。建立起(3)-5圆砾—卵石层层面模型后,建立平面底面,以该底面作为(3)-5圆砾—卵石层实体的层底,两层面相交处作为交线,生成带网格的(3)-5圆砾—卵石层实体,如图5-38所示。

图5-38 (3)-5圆砾—卵石层实体图

同理,根据上述方法分别建立其余土层的层面模型,然后在建模软件中,整合土层的上下界面,形成相应的块体模型,最后将它们进行整合,形成研究区土层的三维地层结构体模型(垂向放大系数为100),如图5-39所示。

图5-39 案例研究区域工程建设层三维地层结构体模型

将所建的地层结构体模型与勘察报告中提供的地质剖面进行对比后可看出,模型中的地层起伏尖灭与地质剖面相吻合;将预留校验孔与模型中的相应位置地层情况进行比较,发现二者吻合程度大于90%,表明地层模型构建精度较高。

研究区的三维地层结构体模型建立后,可以对模型进行任意方位的剖切和显示,方便工程技术人员和工作者对研究区的地层情况进行全面的了解。对模型进行剖切后得到的剖面模型(垂向放大系数为100)如图5-40所示。

图5-40 案例研究区域工程建设层三维地层结构剖面模型