吴忠市工程地质模型

四、吴忠市工程地质模型

(一)建模范围和数据准备

本次建模的范围包括整个吴忠市利通区,并向南扩展,南北长约11 km,东西宽4.3~10.5 km,面积共计73.68 km2。本次主要利用本项目部署的工程地质孔以及收集的前人水文地质孔进行建模。以吴忠市区为主的建模范围,建模深度为地表100 m以浅的范围(见图14-30)。

(二)三维工程地质结构模型

根据以上数据,采用GMS建立起了利通区城区100 m以浅的工程地质模型。基本的思路是首先建立三维的钻孔柱状及其剖面,后根据钻孔和剖面建立三维的立体模型,最后根据网格状的三维剖面对三维立体模型进行展现。

根据对钻孔的地层岩性进行合并、整理和分析,建立利通区城区的工程地质综合柱状。将利通区市区地表以下100 m以浅综合分为9层,由上到下分别为粉质黏土、粉砂、碎石、粉质黏土、粉细砂、粉质黏土、碎石、粉质黏土和粉细砂,具体分层见图14-31。根据综合柱状进行分层,并将分层数据表录入GMS软件中,进行三维表达展示,后根据三维钻孔建立钻孔之间剖面(见图14-32)。

图13-30 利通区城区三维工程地质建模平面布置图

图14-31 利通区城区地表以下100 m内综合柱状图

图14-32 利通区城区钻孔及其剖面三维图

根据钻孔及其三维地质剖面,建立建模范围内的三维地质体。通过该步骤完成了三维地质体的建模工作。建立的三维地质体可以任意三维旋转,从不同视角进行观察和展示(图14-33)。该模型也可以实现对该地质体的任意剖面切割展示,展现出强大的三维可视化能力。

图14-33 利通区城区三维地质体模型图(水平与垂向比例为1∶10)

为了更好地展示出利通区城区内的地表以下100 m的地质结构,本次在利通区内进行8纵和6横的立体三维剖面展示,网格的间距为1 km。

(三)基于三维建模的工程地质结构认识

本次建立的吴忠市三维工程地质结构模型(图14-34),可得到以下认识:

(1)工程地质结构呈现明显的分带性。从三维立体模型上可以清晰地发现,城区的东南部为青铜峡冲积扇边缘地带,这一带以粉质黏土为主,该区地下水径流不畅,富水性差;城区西部大部分地区都位于青铜峡冲积扇区,以粗粒的卵砾石沉积为主,属碎石,工程地质承载力较好,但对于地下空间建设属于不利土体。

(2)表层的粉质黏土层受灌溉、湖积和人工堆积影响,结构复杂多变。这一层上部为土壤层,下部饱和,具有重要的生态环境意义。

(3)可以发现由南向北碎石土厚度变薄,粉细砂变厚,反映出沿着黄河由南向北水动力条件变差,沉积物岩性变细,呈现出较好的南北向分选规律。

图14-34 利通区城区三维立体剖面图