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地质信息系统

 

ItasCAD数据库为工程岩体稳定性分析评价和工程设计提供基础资料,满足后期应用的需求。此外,ItasCAD数据库设计还充分考虑到了复杂条件下工程岩体稳定分析和工程设计的需要,可以为岩体特性空间不均匀性影响研究、岩体力学参数取值不确定性影响研究和考虑这种影响的破坏概率设计等高难度工作提供基础资料。地质三维信息平台建设是实现这一目标的重要手段,建设目标包括构建地质三维模型和模型的工程应用,其中构建地质三维模型为中间过程,模型的工程应用是最终目标。构建地质三维模型和模型的工程应用都需要依赖不同手段(地质测绘、物探、勘探、试验测试)采集到、以不同形式(图片、描述性文字、数值等)表示的数据,这些信息采用多种手段、以“零碎”的方式获得,但是,所有这些数据的共同特点是“依附于”给定的地质对象和地质背景,并且都通过所属地质背景建立内在的关联关系,所构建的含属性地质三维模型需要体现不同类型信息之间内在的关联性,因此,地质三维信息系统建设时,需要采用有效的数据管理方式维持彼此之间的内在关系,数据库可以满足这一需要。
服务地质三维信息平台建设和应用的数据库还具备良好的扩展性,扩展方向包括前端采集和输出应用。数据库基本信息来源于帮助认识地质体形态和特性的各种“探测”手段,比如针对大范围地形地貌、浅表宏观地质条件的卫星遥感、航测、陆地摄影测量、激光扫描,其特点是数据量庞大和数据处理过程专业性强;除此之外包括针对具体部位详细地质条件的地质测绘和编录,定性描述是基本特征之一;针对地质体特性的地球物理勘探、试验和测试也是常用手段。数据库向前端的扩展能力需要能够同时兼容这些技术手段获得的相关资料,或者是专业处理后的结果,或者是原始数据的直接接口和后续的内置处理功能。
数据库对外接口包括三个方面的功能和目的:1)基本资料处理结果(内业整理成果),如统计和相关分析、钻孔柱状图、节理裂隙统计图等;2)地质三维建模的直接依据,如地表测绘、物探成果、勘探露头等;3)工程分析所需要的属性信息,如岩体质量等级和力学参数的空间分布。
ItasCAD数据库设计目标主要包括如下几个方面:
(1) 数据电子化采集接口(即采集、管理、应用一体化)
(2) 数据远程传输与管理
(3) 校审流程管理
(4) 与三维模型的一体化,比如:
a.勘探解译:利用三维图形技术进行地质编录入库数据的辅助分析
b.图形对象地质属性储存:地层、断层(性质、断距)…
c.工程制图标准:花纹、编号…
(5) 辅助地质三维建模和提高智能化水平,从数据库定义地质体固有的地质属性,如新老关系等,此外,根据数据来源方式和精度差异,在建模工作中的作用被自动设置,比如:
a.地质三维建模精确约束信息:勘探成果
b.地质三维建模部分模糊约束信息:物探成果
c.属性信息:厚度(厚度约束)、断距(错动模拟)
(6) 辅助地质分析,数据库可以直接完成若干地质分析和内业工作,比如:
a.常规内业:钻孔柱状图、节理统计分析、平硐展示图、查询统计;
b.超常规:适合国内和海外工程的岩体质量分级、节理网络模拟…
ItasCAD数据库亮点:
(1)近10年针对超大型工程的科研实践表明,岩体特性空间不均匀性、岩体力学参数取值不确定性会影响到大型工程(主要指超大型边坡)的变形和稳定特征。传统的边坡稳定分析评价中,往往按照岩体结构把边坡分成少数几个区(材料分区),每个区赋相同的力学参数。小规模工程每个区范围相对不大,这种假设具有良好的代表性,而对于超大型工程而言,一个区可能延伸数百米,此时一个区内岩体特性变化可以比较突出,若仍采用相同的参数描述其力学特性时,可能会忽视关键部位不良地质条件的影响,分析评价时要求用更小的尺度看待岩体特性空间变化性。目前的数据库对基础资料的处理方式考虑了这方面的需要,入库的基本数据可以为相关分析评价提供基础资料。
(2)岩体力学参数取值取决于现场编录和相关试验结果,对其中任何一个指标,不论是定性还是定量形式的描述,都会存在一定的误差。消除这种误差影响的方式之一是进行大量采样,获得各地质单元内岩体力学参数取值的统计分布特征,此时岩体力学参数的任意一组取值都对应一个分布概率,从而可以帮助开展岩体力学参数取值不确定性影响研究,与之相应地,稳定分析成果可以帮助开展破坏概率设计。目前的数据库具备开展这方面工作的能力,或者说,数据库实现了这方面的设计目标。