基于三维地质模型的地下空间地质环境条件适宜性评价——以深圳湾超级总部基地片区为例

城市地下空间地质环境条件适宜性评价对于有效利用地下空间至关重要.该研究以深圳市南山区深圳湾超级总部基地片区为例,构建了以地质环境条件为基础,考虑片区既有地面、地下建筑开发现状的地下空间地质环境条件适宜性三维评价体系.该体系基于三维数据的特点和其他实际要求,体系构建主要包含4个步骤:1)利用多源地质数据的隐式三维地质建模方法建立三维地质模型;2)根据现有数据考虑当地地质条件,建立三维评价指标体系;3)利用三维空间分析方法,从三维地质模型中构建三维评价数据集;4)使用多级指数叠加法进行综合评价.结果表明,深圳湾超级总部基地片区地质环境条件适宜性总体较好,深层地质环境条件适宜性优于中层和浅层.该评价体系能够有效地整合二维和三维地质信息,给出更合理的评价结果,并提高结果深度方向上的分辨率.评价结果可以为深圳湾超级总部基地及其他重点片区地下空间规划利用提供有价值的参考.

城市级三维地质建模的统一地层序列方法

三维地质建模是'智慧城市'建设的基础内容之一,涉及数百平方公里到数千平方公里的城市级地质范围。由于城市级地质范围跨越地质单元多、地质情况复杂,传统的三维地质建模方法对跨地质单元的地层连线考虑不足,常导致不同地质单元间的地层连线出现错误。针对该问题,提出一种基于地层沉积顺序的统一地层序列方法,进而识别钻孔分层中的缺失和倒转情况,将同一岩性中倒转与正常的情况加以区分,避免建模时的错误连线或插值。通过添加0厚度层,使所有钻孔的地层序列可完全一致,构建各钻孔分层间的对应关系,以降低不同地质单元间的地层连线错误率。通过讨论地层缺失、倒转、重复等特殊情况和实例验证,研究结果能够有效地对城市级三维建模中各种地质情况的连线问题做出明确的判断,减少在跨越地质单元多、地质情况复杂的城市级三维地质建模中的地层连线错误,为'智慧城市'建设提供底层支撑。

基于机器学习的地层序列模拟

地层结构及其分布的模拟是地质信息化研究与工程规划设计建造的迫切需求。现有的研究方法主要以钻孔数据为基础,选择插值方法进行二维剖面绘制和三维地层建模。插值方法是决定模拟结果准确程度的重要因素,但插值方法的选取受主观因素影响,缺乏科学合理性,难以推广应用。针对这一问题,本文提出一种基于钻孔数据进行机器学习的地层序列模拟方法,即将钻孔地层数据处理为地层类型序列与地层层厚序列,利用循环神经网络与序列-序列架构建立地层序列模拟模型。通过将模拟结果与实际钻孔数据对比分析,发现地层序列模型可以较准确地模拟地表到基岩面之间的地层类型与厚度范围。研究可为地层模拟提供新方法。

基于GOCAD软件的工程地质三维地质实体模型的建立与研究

针对广泛应用于工程地质领域、能够更加灵活地表达客观地质现象的三维地质实体模型,本文基于GOCAD三维地质建模软件,结合研究区工程勘察钻孔、地质横断面和地球物理等多源数据,构建了三维地质实体模型,并研究了GOCAD软件中SGrid三维地质实体模型的六面体网格单元文件节点排布的规律和格式,为同一模型在不同软件中进行实际的地质分析奠定了基础。

华南典型巨厚层红层软岩边坡降雨失稳的模型试验研究

针对华南巨厚层红层软岩边坡在强降雨条件下极易致灾的问题,采用相似理论,通过制备可表征软岩遇水软化特性的相似材料,构建巨厚层红层软岩边坡相似模型,研究其在中小雨(雨强Id<25 mm)、大雨(25 mm≤Id<50 mm)、暴雨(50 mm≤Id<100 mm)等降雨模式下的灾变过程和规律。结果表明:(1)该类型边坡的变形破坏受降雨模式的影响较大,大雨和暴雨等强降雨条件下边坡岩体逐渐崩解软化,在坡脚处首先达到饱和,产生初始裂缝,在重力及渗透力作用下,裂缝进一步扩展贯通,产生局部破坏,这样,坡脚之上的部分失去支撑,导致整个坡体产生牵引式滑坡。(2)降雨入渗主要分为无压渗流、有压渗流与饱和渗流3个阶段,边坡表面裂缝主要出现在无压渗流阶段并在有压渗流阶段逐渐扩展贯通、在饱和渗流阶段发生破坏;降雨过程中超孔隙水压力的累积和消散改变了边坡有效应力场的分布,从而引起其位移。(3)临滑阶段,有效应力和孔隙水压力比位移、位移变化速率等参数对边坡的破坏响应更敏感,因此提出基于应力监测的边坡灾变过程安全预警新思路。