[发明专利]一种地铁隧道施工过程中地质条件模型化方法

摘要

本发明属于地铁工程技术领域，涉及一种地铁隧道施工过程中地质条件模型化方法，先获取岩石工程空间数据库，再建立岩石工程地质模型，然后进行空间数据插值以及地层的处理与模拟，最后生成虚拟钻孔；其方法简单，操作方便，综合利用图片及数据处理软件的图片分析、数值计算、统计等程序，简单明确地将地铁穿过的区域进行模型化分类，为实际工程提供可参考的依据，过程简单明了，结果数据准确高。

主权项

1.一种地铁隧道施工过程中地质条件模型化方法，其特征在于具体过程为：(1)获取岩石工程空间数据库：运用GIS的空间地理统计分析功能，将地铁隧道施工区域内的各个地基情况和与之对应基础情况按空间分布进行归类，并建立岩石工程空间数据库；(2)建立岩石工程地质模型：采用数学模型法建立岩土工程地质模型，具体建模过程为：给定一组己知空间数据,从这些数据中找到一个函数关系式,使该关系式最好地逼近这些己知的地质空间数据,并根据该函数关系式推求出区域范围其他任意点的值；(3)空间数据插值：采用整体拟合和局部拟合中的三角形上的线性内插法进行空间数据差值，具体过程为：将虚拟点所落在的三角形按照研究区域标准地层分层情况虚拟成M层，M为研究区域标准土层数，不需要考虑是否存在土层缺失的情况，之后按土层层厚来处理，当平面上已完成基于三角网后,任意一p(x,y,z)必在三角形Δp1p2p3的顶点上、三角形边线上、三角形内；(4)地层的处理与模拟：采用整体拟合和局部拟合方法，通过离散的地层资料来描述其空间分布规律，先确定各个地层的上下表面,然后根据数学模型法生成各个地层，把各个地层按照真实的层序在空间上叠加；(5)生成虚拟钻孔：通过地质模型、插值算法和岩土工程空间统计技术,根据需要模拟出研究区域任意点的虚拟钻孔土层情况，先要判断虚拟钻孔点p(p1,p2,p3)落在哪个三角形内(落在三角形顶点和三角形边线上的情形为点在三角形内的特殊情形)，先根据点和三角形3个顶点组成的3个小三角形的面积和等于原来大三角形面积的判断原则判断出点落在哪个三角形内，再根据插值算法和空间地质统计技术进行虚拟钻孔计算,具体包括：(a)根据p1、p2、p3点的地面高程H1、H2、H3,依照三角网上的线性内插法得到虚拟点p的地面高程Point.H；(b)按照标准土层分组情况，从第一土层开始,依次插值计算该土层在虚拟钻孔点处的土层厚度Solid(i).Height；(c)整理虚拟钻孔的土层情况，判断虚拟钻孔各土层厚度solid(i).Height；(d)土层叠加，计算各土层的顶板高程和底板高程，根据虚拟钻孔点的地面标高及各土层的厚度计算土层的底板高程，各土层的顶板高程为上一土层的底板高程；(e)根据插值计算处理得出的虚拟钻孔点的土层情况，利用图形技术、AutoCAD和Wbul的自动化技术生成钻孔资料并输出。