[发明专利]一种用于天然地基换填工程量计算的场地地层三维地质结构模型生成方法

说明书

本发明涉及一种用于天然地基换填工程量计算的场地地层三维地质结构模型生成方法，与现有技术相比解决了地基换填工程量计算过程繁琐、主观性的缺陷。本发明包括以下步骤：预处理原始数据，搜集场区勘探孔资料和地形图数据，对勘探孔资料和地形图数据进行解译预处理；建立初始三角网模型，对预处理后的数据进行插值计算，初步生成不规则三角曲面和地形起伏曲面；建立虚拟钻孔的地层信息，插入虚拟钻孔，拟合出与标准地层相对应的虚拟钻孔的地层信息；生成场区三维地质结构模型，结合各地层曲面数据和地表起伏曲面，设定场地限制条件，生成基于三棱柱体元的三维模型。本发明极大地提高了工作效率，消除了人为的计算误差。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体来说是一种用于天然地基换填工程量计算的场地地层三维地质结构模型生成方法。

背景技术

建（构）筑物地基换填工程量计算的传统方法是土建设计人员根据工程地质剖面图和基础平面图，利用人工判读的方式确定每个基础的持力层，估算出每个基础所在位置持力层的深度，进而根据已知的设计参数，如场地设计标高、基础埋深、最小地基承载力特征值等，计算地基处理工程量的相关参数，主要是地基开挖深度、换填高度和换填工程量。

以上方法主要存在以下问题：

（1）主观性强，计算精度低。设计人员采用二维剖面图作为计算的原始资料，基础计算时只能参考邻近勘探点，当地质条件复杂时偏差很大；

（2）计算工作量大，计算过程繁琐。传统的方法通常是首先假定一换填深度，然后核算换填后的地基承载力，如不满足要求则需要重新计算。这样往往要通过数次计算才能满足要求。

（3）管控难度大，造价计算较粗糙。设计人员采用区域代表性勘探点进行计算，无法给出具体单个基础的地基基础埋深及具体地基处理工作量，造成现场施工管控难度大，业主难以进行精细化工程造价控制。

如何开发出一种能够简化、客观的进行地基换填工程量计算的应用工具已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中地基换填工程量计算过程繁琐、主观性的缺陷，提供一种用于天然地基换填工程量计算的场地地层三维地质结构模型生成方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于天然地基换填工程量计算的场地地层三维地质结构模型生成方法，包括以下步骤：

预处理原始数据，搜集场区勘探孔资料和地形图数据，对勘探孔资料和地形图数据进行解译预处理；

建立初始三角网模型，对预处理后的数据进行插值计算，初步生成不规则三角曲面和地形起伏曲面；

建立虚拟钻孔的地层信息，插入虚拟钻孔，拟合出与标准地层相对应的虚拟钻孔的地层信息；

生成场区三维地质结构模型，结合各地层曲面数据和地表起伏曲面，设定场地限制条件，生成基于三棱柱体元的三维模型。

所述的预处理原始数据包括以下步骤：

获取场区勘探孔资料，勘探孔资料包括钻孔在三维空间的坐标、钻孔的勘探深度、地层分层信息；

针对地层分层信息对场区地层进行统一分层，建立标准地层；

获取地形图数据，地形图数据包括测点三维空间坐标、坐标系、高程系、投影方法；

对场区勘探孔资料和地形图数据进行数据归类和计算转换，使地形图坐标数据、勘探孔坐标数据、高程系三者相一致。

所述的建立初始三角网模型包括以下步骤：

针对勘探孔资料确定勘探孔间的基本拓扑关系；