基于GOCAD的岩土体量化分析方法技术

本发明专利技术公开了涉及一种基于GOCAD的岩土体量化分析方法，尤其是一种应用于工程地质三维建模及分析领域的基于GOCAD的岩土体量化分析方法。本发明专利技术的基于GOCAD的岩土体量化分析方法：A、获取岩土体参数；B、确定模型范围；C、指标量化数据加载；D、建立规则化的网格模型；E、指标量化数据赋值；F、初始化属性；G、对初始化的属性作插值迭代计算H、岩土体量化指标属性赋值；I、将岩土体量化指标值传递到建基面模型中，成为包含岩土体量化指标属性的建基面空间曲面模型。本申请的方法可以有效避免岩土体外部环境干扰，与岩土体几何特征相适配，可以在三维模型中直观显示岩土体量化指标。

Quantitative analysis method of rock and soil based on GOCAD

The invention discloses a quantitative analysis method for rock and soil based on GOCAD, in particular to a quantitative analysis method of rock and soil based on GOCAD, which is applied to 3D modeling and analysis of engineering geology. The invention of the method of quantitative analysis of rock mass based on GOCAD: A, get the parameters of rock mass; B and C, to determine the model range; quantitative data loading; grid model D, establish the rules of E, quantitative data; valuation; F, G, the initialization of the initialization attribute; attribute for interpolation iterative calculation H rock mass, quantitative index attribute assignment; I, the rock mass index values to the foundation model, build the base space surface model contains quantitative indexes of soil and rock properties. The application method can effectively avoid the disturbance of the external environment of rock and soil and match with the geometrical characteristics of rock and soil. It can directly display quantitative indicators of rock and soil in 3D models.

【技术实现步骤摘要】
基于GOCAD的岩土体量化分析方法
本专利技术涉及一种基于GOCAD的岩土体量化分析方法，尤其是一种应用于工程地质三维建模及分析领域的基于GOCAD的岩土体量化分析方法。
技术介绍
岩土体量化指标是以具体数据来体现岩土体特征的指标，如岩体完整性系数Kv、岩石质量指标RQD、岩体基本质量指标BQ等。传统地岩土体特性的量化分析，局限于统计图表、柱状图及剖面图等形式，难以充分表达岩体质量的空间分布规律，大量表征岩体质量的指标量化数据未尽其用。近年来随着BIM技术的蓬勃发展，工程地质三维可视化开始向岩土体定量化指标的表达分析方向发展，个别学者对岩土体的属性地质对象模型构建方法作了探索。余灿林等基于GOCAD软件阐述了三维可视化在水电站坝基岩体声波测试数据中的应用，杨期祥等基于GOCAD软件将岩土体的纵、横波传播速度作为区域化变量赋予地质体模型中并建立参数模型，实现了地质体的空间结构展布与物理力学性质有效结合。王李管等采用距离幂反比法对矿区围岩综合质量作了三维可视化分析，基于GOCAD的软基砂土液化范围确定方法的专利等。这些研究主要是对岩土体特性的定量化单因素或多因素指标，做了纯参数三维可视化模型建立，以此为基础进行的简单属性统计和二维分析。现有技术的岩土体量化分析方法，在利用定量性单指标、多指标建模过程中缺乏与地质体的几何特征进行匹配，易受到地质体模型外部因素干扰，影响分析结果的精度。此外现有技术基于参数模型的统计分析均利用模型进行二维分析以及数表统计等，模型数据的统计分析应用还不深入，数据交互性不足，不能充分利用数据提供反应的地质体信息，无法为工程设计人员提供全面有效且直观的数据支撑。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可以有效避免岩土体外部环境干扰，与岩土体几何特征相适配，可以在三维模型中直观显示岩土体量化指标的基于GOCAD的岩土体量化分析方法。本专利技术解决其技术问题所采用的基于GOCAD的岩土体量化分析方法：包括以下几个步骤：A、获取岩土体参数；B、确定模型范围，使所选择的模型的范围包含待分析的岩土体范围并1.2适当扩大；C、将A步骤中获取的位于所选模型范围内的参数作为指标量化数据进行加载；D、地质储层网格模型构建功能，通过设置网格剖分数量，建立规则化的网格模型，满足B步骤中的模型范围，然后通过选取顶面和底面将网格模型限定在顶面和底面之间；E、将获取的岩土体参数作为指标量化数据赋值到岩土体参数所在空间位置的地质储层网格模型网格上；F、初始化属性，利用DSI算法，对未包含指标量化数据的空值网格进行赋值；G、利用DSI算法，对初始化的属性作插值迭代计算；H、根据测试数据与岩土体量化指标之间的函数关系进行岩土体量化指标属性赋值，成为包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型；I、导入建筑物建基面空间曲面模型，并对该曲面模型网格加密，通过属性传递，基于临近网格点或单位，将H步骤中包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型的岩土体量化指标值传递到建基面模型中，成为包含岩土体量化指标属性的建基面空间曲面模型。进一步的是，根据I步骤中的包含岩土体量化指标属性的建基面空间曲面模型，将岩土体量化指标属性呈现为空间色谱的可视化云图或建基面上的等值线图；统计计算该模型的岩土体量化指标；提取岩土体量化指标值满足特定区间范围的点、等值线、面。进一步的是，建立建筑物建基面轮廓内主要受力区域的初始地质储层网格模型，将H步骤中包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型的岩土体量化指标值传递到主要受力区域的初始地质储层网格模型网格中，成为包含岩土体量化指标属性的受力区域地质储层网格模型。进一步的是，根据包含岩土体量化指标属性的主要受力区域地质储层网格模型，呈现空间色谱的可视化云图，统计计算该模型的岩土体量化指标；提取岩土体量化指标值满足特定区间范围的点、面或该地质储层网格模型部分区域。进一步的是，根据提取的点、等值线、面或该地质储层网格模型部分区域对已有的点、线、面机械约束插值拟合，或者对点、面、地质储层网格模型部分区域进行合并，对提取的点、线、面或地质储层网格重新属性计算赋值；获取特定区间的距离、面积、体积，统计特定区间范围的指标分布。进一步的是，在E步骤赋值时创建点集，将赋值点集作为硬约束固定。进一步的是，在I步骤划分建筑物建基面模型网格时，建筑物建基面模型网格密度大于H步骤中包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型的网格密度。进一步的是，在J步骤划分主要受力区域的初始地质储层网格模型网格时，主要受力区域的初始地质储层网格模型网格的密度大于H步骤中包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型的网格密度。进一步的是，在E步骤中如果同一个网格中在多个数据，则对这多个数据进行合并处理。进一步的是，在D步骤中将空间几何曲面作为模型的顶面或者底面。本专利技术的有益效果是：而本申请的方法在选取模型的顶面和底面时将最终选择的模型的区域限制在地质体边界以内，可以完全避免将地质体外部的空间划入到模型中，成功排除了外部因素对定量分析结果的影响。采用本申请的方法，将数据转换成图形或图像在三维空间中显示，工程设计人员通过云图或等值线图可以更迅速更完善地掌握在三维空间情景下的岩土体特征情况，利用包含岩土体量化指标属性的特定面模型、地质储层网格模型，统计计算模型的岩土体量化指标；提取岩土体量化指标值满足特定区间范围的点、等值线、面、地质储层网格。对几何模型进行调整优化以提高量化分析的精度，很好地实现了交互处理。附图说明图1是本申请的流程图；具体实施方式如图1所示，本专利技术的基于GOCAD的岩土体量化分析方法，主要包括以下几个步骤：A、获取岩土体参数；岩土体参数包括各种表征岩土体特性的指标如强度、变形模量、透水率、波速、触探击数等指标量化数据，此类数据一般存储在钻孔对象的记录中。B、确定模型范围，使所选择的模型的范围包含待分析的岩土体范围并1.2适当扩大；C、将A步骤中获取的位于所选模型范围内的参数作为指标量化数据进行加载；D、地质储层网格模型构建功能，通过设置网格剖分数量，建立规则化的网格模型，满足B步骤中的模型范围，然后通过选取顶面和底面将网格模型限定在顶面和底面之间，形成适应地质体的地质储层网格模型；网格划分时根据计数机硬件限制和评价精度来设定网格剖分数量，可以在现有硬件条件下达到要求的计算精度。现有技术中为了能够选取模型是避免遗漏，一直是采用可以完全包络地质体的最小长方体区域作为模型的范围，这种选择方式虽然包括了整个地质体，但是由于地质体的形状并非规则的长方体，因此这种方式难免会将不属于地质体的空间区域也划入模型中，从而在定量分析过程中造成外部因素影响实际分析结果的情况。而本申请的方法在选取模型的顶面和底面时将最终选择的模型的区域限制在地质体边界以内，可以完全避免将地质体外部的空间划入到模型中，成功排除了外部因素对定量分析结果的影响。所选的顶面和地面可以是以与地质体位置相关联的人为设定的平面，也可以是具有地质意义的地形面、基覆界面、风化卸荷界面、水位面等空间几何曲面；E、将获取的岩土体参数作为实测数据赋值到岩土体参数所在空间位置的地质储层网格模型网格上，即保证岩土体参数所属的空间位置与其赋值的网格模型网格的空间位置一致；F、初始化属性，利用DSI算法本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于GOCAD的岩土体量化分析方法，其特征在于：包括以下几个步骤：A、获取岩土体参数；B、确定模型范围，使所选择的模型的范围包含待分析的岩土体范围并1.2适当扩大；C、将A步骤中获取的位于所选模型范围内的参数作为指标量化数据进行加载；D、地质储层网格模型构建功能，通过设置网格剖分数量，建立规则化的网格模型，满足B步骤中的模型范围，然后通过选取顶面和底面将网格模型限定在顶面和底面之间；E、将获取的岩土体参数作为指标量化数据赋值到岩土体参数所在空间位置的地质储层网格模型网格上；F、初始化属性，利用DSI算法，对未包含指标量化数据的空值网格进行赋值；G、利用DSI算法，对初始化的属性作插值迭代计算；H、根据测试数据与岩土体量化指标之间的函数关系进行岩土体量化指标属性赋值，成为包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型；I、导入建筑物建基面空间曲面模型，并对该曲面模型网格加密，通过属性传递，基于临近网格点或单位，将H步骤中包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型的岩土体量化指标值传递到建基面模型中，成为包含岩土体量化指标属性的建基面空间曲面模型。

【技术特征摘要】
1.基于GOCAD的岩土体量化分析方法，其特征在于：包括以下几个步骤：A、获取岩土体参数；B、确定模型范围，使所选择的模型的范围包含待分析的岩土体范围并1.2适当扩大；C、将A步骤中获取的位于所选模型范围内的参数作为指标量化数据进行加载；D、地质储层网格模型构建功能，通过设置网格剖分数量，建立规则化的网格模型，满足B步骤中的模型范围，然后通过选取顶面和底面将网格模型限定在顶面和底面之间；E、将获取的岩土体参数作为指标量化数据赋值到岩土体参数所在空间位置的地质储层网格模型网格上；F、初始化属性，利用DSI算法，对未包含指标量化数据的空值网格进行赋值；G、利用DSI算法，对初始化的属性作插值迭代计算；H、根据测试数据与岩土体量化指标之间的函数关系进行岩土体量化指标属性赋值，成为包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型；I、导入建筑物建基面空间曲面模型，并对该曲面模型网格加密，通过属性传递，基于临近网格点或单位，将H步骤中包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型的岩土体量化指标值传递到建基面模型中，成为包含岩土体量化指标属性的建基面空间曲面模型。2.如权利要求1所述的基于GOCAD的岩土体量化分析方法，其特征在于：根据I步骤中的包含岩土体量化指标属性的建基面空间曲面模型，将岩土体量化指标属性呈现为空间色谱的可视化云图或建基面上的等值线图；统计计算该模型的岩土体量化指标；提取岩土体量化指标值满足特定区间范围的点、等值线、面。3.如权利要求1所述的基于GOCAD的岩土体量化分析方法，其特征在于：建立建筑物建基面轮廓内主要受力区域的初始地质储层网格模型，将H步骤中包含岩土体量化指标属性的地质储层网格模型的岩土体量化指标值传递到主要受力区域的初...

【专利技术属性】
技术研发人员：王皓，吉云，李崇标，王刚，田华兵，刘仕勇，石伟明，李华，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51