水利水電工程地質(zhì)建模與分析關(guān)鍵技術(shù)及工程應用
成果的背景及主要用途:水利水電工程大都處于高山峽谷,所處地區(qū)地質(zhì)構(gòu) 造復雜、地質(zhì)信息眾多,給地質(zhì)勘探、工程設計與施工等各方面帶來極大的困難。 傳統(tǒng)二維、靜態(tài)的處理工程地質(zhì)資料、分析地質(zhì)問題的方式,已難以滿足工程地 質(zhì)、設計人員的實際需求。因此,深入研究水利水電工程地質(zhì)三維建模與分析的 關(guān)鍵技術(shù),可為分析解決水利水電工程勘測、設計與施工中復雜的地質(zhì)問題提供 科學的理論方法和先進的技術(shù)手段。 技術(shù)原理與工藝流程簡介:在為水利水電工程建設服務的前提下,針對多源 地質(zhì)數(shù)據(jù)的耦合分析、地質(zhì)體的復雜性、信息存儲量大、分析速度慢、地質(zhì)構(gòu)造 的動態(tài)性、模型的可靠性及其快速更新修改等難點,融合水利水電工程科學、工 程地質(zhì)學、數(shù)學地質(zhì)學和計算機科學等多個交叉學科的先進理論技術(shù),提出了實 現(xiàn)水利水電工程地質(zhì)三維建模與分析的理論方法和關(guān)鍵技術(shù)。針對復雜地質(zhì)體信 息量大的特點與水利水電工程地質(zhì)的分析要求,研究面向水利水電工程地質(zhì)的三 維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型,提出了以 NURBS 為主、結(jié)合 TIN 和 BRep 的混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);進 而通過以面向?qū)ο蠹夹g(shù)、地質(zhì)實體 NURBS 構(gòu)造技術(shù)、改進的地質(zhì)趨勢面分析技 術(shù)和三維對象集合運算技術(shù)等多種先進技術(shù)手段,提供了可供選擇的建模機制, 對各類地質(zhì)對象和人工對象進行擬合構(gòu)造與幾何建模,實現(xiàn)了水利水電工程地質(zhì) 三維統(tǒng)一模型的建立,并對模型的可靠性進行分析驗證,提供模型的快速反饋更 新機制。基于三維統(tǒng)一模型,針對實際需求研究水利水電工程地質(zhì)分析應用技術(shù), 176天津大學科技成果選編 設計了豐富的分析算法。根據(jù)所提出的理論方法和技術(shù),緊密結(jié)合實踐應用,研 制開發(fā)通用的水利水電工程地質(zhì)建模與分析軟件系統(tǒng),為水利水電工程地質(zhì)分析 提供有力的技術(shù)平臺。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況:該成果總體上達到國際先進水平,在水利水電 工程地質(zhì) NURBS 混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建模方法與應用方面達到了國際領(lǐng)先水平。 應用前景分析及效益預測:該成果可直接推廣應用于各項大中型水利水電工 程前期規(guī)劃、地質(zhì)勘測、工程設計和施工等不同階段的工程地質(zhì)分析中,可通過 鉆孔平硐優(yōu)化布置節(jié)約地質(zhì)勘探費用,輔助地下工程施工及其管理可提前工期, 降低造價,直接經(jīng)濟效益較大;提高工程地質(zhì)分析、工程設計和施工的水平與效 率,為實際遇到的地質(zhì)問題提供科學的解決途徑和先進的技術(shù)手段,社會效益顯 著。在水利水電工程等領(lǐng)域有廣闊的應用前景。 應用領(lǐng)域:水利水電工程地質(zhì)建模與分析技術(shù)主要應用領(lǐng)域為水利水電工程 地質(zhì)勘測、設計和施工領(lǐng)域。 合作方式及條件:企業(yè)合作。
天津大學
2021-04-11