[发明专利]双体式地质模型的构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地质模型的构建方法，具体涉及一种双体式地质模型的构建方法。

背景技术

对地下地质体的物性描述、表达是进行工程地质计算与工程设计、施工的前提，表达的方法决定了后续计算的方法、表达精度、方便程度。目前地质体的表达有两种方式，一种是表达地质结构面，地质结构面代表了地质体的突变性，它是地质分界面、断层、不整合面等；另一种是不管地质结构面，而直接将全空间进行单元分割，各单元赋予不同的属性，用以表达地质体的连续性。这两种模型已各自保留了很长时间，且有相应的软件支持。比较常用的地质建模软件，如Autodesk的一系列产品、Microstation、Catia等均来自建筑业，所表达的模型均属于“封闭的面即是体”，对地质结构面表达比较完善，以体现地质体的物质不连续性或突变性；而一些力学计算软件，将全空间进行自由的分割，而不管其结构面，即忽略其突变性，也不管地层的倾向（如图1中的D4），体现了物质的连续性。图1的单元分割优点特点是以方便计算为目的，地层的倾斜的，但仍按水平或垂直的分割，或直接按delaunay三角形分割，以便在数学上满足一些收敛条件，在数学上表达简单、合理，但忽视了地层的发育规律，忽视了突变与连续各自的特征。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种双体式地质模型的构建方法。本发明双体式地质模型的构建方法，能够通过计算机软件来表达地下地质模型，即采用地质结构的表达和地质体物性连续性表达结合，用来表达三维地质模型，既能照顾到突变性，也能考虑到连续性，确保了地质模型表达和研究的准确性；将薄层单元进一步分隔形成微单元，每个微单元能表达一个唯一的地质体空间，确保了地质模型具有更高的真实性和准确性，便于科研和地质探测的进行。

为解决上述问题，本发明采用技术方案为：

双体式地质模型的构建方法，该构建方法采用地质结构物性突变面与全空间单元分割的双体式形式构建地质模型；

所述双体式地质模型的构建方法的具体步骤为：

步骤一：前处理过程，即地质结构面的建立：地质结构面即是地质体物性突变面，在一定范围分布的界面且界面是连续的，包括不同地层因年代不同的分界面、岩性差异分界面、不整合面、断层面；

获取地质勘察数据，包括钻孔、勘探线、地质点、地形测绘、槽探、坑探、平硐、岩层产状测量数据；将地质勘察数据导入处理软件系统中，形成了对这些地质结构面及属性信息的离散采样数据集，包括地质结构面信息、地质属性信息、岩层产状，通过地质统计学、克里金法建立各个地质结构面；

地质结构面的建模是双体式地质模型的关键，也是建模的第一步。数据来源于地质勘察数据，一般有钻孔、勘探线、地质点、地形测绘、槽探、坑探、平硐、岩层产状测量等，这些数据一般是采用目前所熟知的AutoDesk中的AutoCAD来进行的初步整理与成图，需要将导入统一的三维空间中，它们既包含地质结构面信息，如地质分层，也包含地质属性信息，如岩性、地层年代。这些信息除了位置信息，还包括岩层产状，即倾向、倾角等，就是对实际真实地质结构或地质结构面的离散采样，需要通过地质统计学方法，如克里金法、半基函数法等，来做计算，将实际的地质模型恢复出来。因此首先是恢复地质结构面，如图2所示，分界面A、B在地质上是同一个分界面，但它们被断层错开，就不连续了，于是需要将该地质分界面一分为二，分成两个地质结构面来创建。在建模前，需要在导入的原始信息中，找到这两个面的采样点或采样线，用它们来按趋势分析或统计学方法，将A，B的形态还原出来。这还原出来的结构面，可能与真实的地质分界面不一样，但它只是在现有的技术条件和勘探程度下所获得的，且是相对合理的，随着对它们的采样数量的增加，即勘察程度的提高，资料的丰富，就需要对已建的地质结构面做补充修改，即局部更新，这样，逐步逼近真实分界面。

步骤二：地质体物性突变面分割：在整个模型空间中，首先由多个地质结构面将全模型空间分割成n个子空间D₁、D₂、D₃、..D_i..D_n，每个子空间D_i内的物性相对均匀、连续或是渐变分布的，并采用集合方式来表达空间D_i；