岩土工程地质灾害防治技术

石家庄铁道大学研究生课程论文 培养单位:土木工程系学科专业:岩土工程课程名称:任课教师:学生姓名:学号:研究生学

惜岩土工程地质踏灾害防治技术蒋振中忌（丹1辟.斧石家庄铁道大鼠学蔽，掘河北石家庄市旦她050043晴）照片尺寸为20mm*30mm；最好不用红色背景料摘要盛：期岩土工程地质逆灾害防治技术挣是岩土工程的始重要组成部分慕之一，它陡包括处理各种成岩土工程问题剂有关的各种技昏术方法所特有蛙的勘察、设计缩、施工与检测凭全部内容。处烟理对象通常有园地基的加固处匠理、边坡坍塌素处理、环境岩肺土工程问题。牙随着我国各种厨资源开发和工款程建设活动等拔人类工程活动哗的力度普遍增呼大，给我国本头就十分脆弱的转地质环境带来挡了巨大的压力孟，地质灾害严稻重危害到人民动生命财产安全夜，破坏各种工摔程设施和社会醉财产，造成巨步大经济损失，扯严重影响到我聚国的可持续发除展，据统计，敢我国地质灾害购的频度和规模湾有逐年增加的法趋势。因此，裕岩土工程地质局灾害防治扣技术必须要更确进一步，新的佩具有创造力的纲灾害防治技术做值得被研究和愤运用照片尺寸为20mm*30mm；最好不用红色背景擦关键词资：姓岩土工程免；篇地质灾害饭；泽防治措施慕；闯防治新技术浪；翻岩土工程师要线求船中图分类号上：皮U乞418.5+碑6珠冤文献标识码诚：安A糖赔俱文章编号：占温Preven坑tion受a馅ndcon气trolt畅echnol式ogyof倒geote啄chnica渣lengi害neerin愿ggeol炼ogical暗hazar番d惧Jiang侍陵Zhenzh性ong侧他(咸Shijia递zhuang罪录Tiedao葵Unive匠rsity写,尼Shijia利zhuang甚Hebei尼China膏,予050043怕)姐Abstra驾ct抢：锁Geotec驻hnical降engin友eering桨geolo术gical脱disast竟erpre帮ventio民nand瞧contro臭ltech失nology淹isan情impor流tantp销artof币theg距eotech斧nical翠engine萌ering,合thee正ntire改conten系tsof哗survey芦,desi童gnand确const劫ructio砌nand吗detect材ionof淘speci够ficit封inclu属despr池ocessi泪ngall必kinds楚ofge予otechn膀icale备nginee信ringp暑roblem警srela它tedto肤vario稼ustec孕hnical腿metho挨ds.Th带etrea费tment伤object酬usual歇lyhas艇thef虹oundat游ionre紧inforc顺ement仁treatm质ent,t考heslo锦pecol竟lapse鼓treatm长ent,t塔heenv休ironme紧ntalg靠eotech备nical步engine取ering敲proble多m.Gen句erally靠incre末asesw孟ithth灿edeve役lopmen窝tofv肠arious召engin骂eering恶activ虾ities特ofhum奇anres丈ources扑ofou针rcoun改tryan估dcons拥tructi通onact腥ivitie醉ssuch爷asst稍rength旷,tot金hisfr凑agile缎geolog耗icale牙nviron添menth卖asbro咬ughtt向remend哈ouspr滩essure摄,geol跑ogical君disas雪ters,喊seriou援sharm职tope元ople's骗lives凡andp恰ropert其ysafe锋ty,de踏struct龟ionof可vario删useng悄ineeri佣ngfac政ilitie糊sand系social田prope耗rty,c觉ausing扒huge签econom兆iclos峰ses,s披erious俯lyaff辞ectth茎esust歇ainabl远edeve捉lopmen取t.In致China,范accor刚dingt饱ostat达istics另,the拨freque撕ncyan免dscal模eofg某eologi如caldi妻saster谊sinC半hinai公sincr傅easing散year办byyea委r.The颂refore初,the机preven蜘tiona甲ndcon延trolt精echnol述ogyof咬geote晃chnica衔lengi炎neerin削ggeol衬ogical熊disas续tersm纳ustbe私furth淋er,an析dthe荡newdi讲saster游preve异ntion锋andco听ntrol款techno住logyi墨swort图hyof竭being致studie积dand币applie梁d恢.资Key狂部words泥：追Geotec仪hnical虏engi发n虹eering首;G早eologi士chaza糕rd棉;升Contro早lmeas雪ures脸;弊Newco侍ntrol续techno拦logy防;迹Geotec怨hnical跟engin垒eerre旨quirem腰ents1引言乌自递20申世纪闲80魔年代末，弃90年年代初，我国长产生了一个新鬼的学科饭——沟地质工程学。款地质工程学，傍是研究与解决头从规划到竣工哲乃至工程运行援后效的全过程议的与地质有关据的工程问题的泪科学。而工程覆地质是地质学建的一个分支，揉是研究与工程孙建设有关地质钟问题的科学。艺工程地质学的掠产生源于土木鼻工程的需要，跪其本质是一门闪应用科学；岩侧土工程是土木鸦工程的一个分舒支，其本质是期一门工程技术槽。从事工程地粱质的是地质专龙家（地质师）黑，侧重于研究荡地质现象、地部质成因和演化骤、地质规律、拜地质与工程的佳相互作用；从于事岩土工程的堡是工程师，关末心的是如何根肯据工程目标和宵地质条件，建刷造满足使用要起求和安全要求杆的工程或工程睬的一部分，解匆决工程建设中留的岩土技术问朱题。因此，无疗论学科领域、霉工作内容、关盒心的问题，两签者都是有区别章的。铺但是，工程地阅质与岩土工程聪的关系又非常扔密切。有人说嘴，工程地质是晒岩土工程的基浓础，岩土工程腔是工程地质的捎延伸，虽然不快一定十分确切宅，但有一定道俯理。岩土工程周师面临的岩土痒材料，无论性源能和结构，都辫是自然形成，舅都是经过了漫墓长的地质历史叙，是多种复杂右地质作用下的危产物。对岩土档的性能和结构沈，只能通过勘魂察来查明，而融又不能完全查巧明。一些关键舱性的问题，需封根据地质规律况推测或预测。乖尤其在地质构阵造复杂的山区钉，有经验的工帆程地质学家，勿通过地面调查漏，就可大致判仍断地质构造的戚轮廓，利用物润探、钻探、槽仗井探等，由粗岛而细，由浅而润深，构造出工崖程地质模型。垮没有地质学基谢础，哪能识别铅断层？哪能识错别软夹层和结旅构面的空间分秤布？哪能说清心地下水的赋存柴和运动规律？秧如果要开挖隧仔道，哪些地段盘会冒顶？哪些诱地段会突水？泄在地质复杂地淋区，离开了工据程地质专家，粉土木工程寸步船难行。把地质书体乃至地质环暖境作为工程系论统的组成部分洗来对待，这显勺然符合大系统在工程学的思想践，它包含岩土俘工程和地质灾比害防治工程两奇个方面，但以踢后者对其特点株的反映更为深促刻。岩土工程槽是指工程建设芹中涉及岩土体俯的开挖与加固耻；地质灾害防拦治工程是对自镜然或人为作用俩产生的有害地梅质现象进行防朴范与防治。后修者包含了更全胶面地对地质生税态环境合理开往发与管理的思其想。揭地质灾害是指杜由于自然因素喜或者人为活动框引发的危害人恢民生命财产安蒜全或使人类赖娇以生存和发展隐的环境、资源静发生严重破坏壶的地质现象。穗《地质灾害防俱治条例》规定拣，地质灾害包呆括山体崩塌、数滑坡、泥石流战、地面塌陷、郊地裂缝、地面昌沉降等灾害。细在我国，大多铲数地质灾害现筑象都是人为因深素引发的，据应有关资料统计剥，近年来我国竞每年因地质灾僻害造成的经济见损失约占各种预自然灾害的牌1/4葱至羞1/5慎，因此，减少福或制止破坏生瓜态环境行为、支及时采取地质滨灾害预防和防药治措施，按照跌以防为主，防叠治结合，全面未规划，综合治剃理的原则进行宵，这是我国当驰前减少灾害损早失的首要途径崖。汪2笨地质灾害防治章措施清2.1普我国地质灾害踢的特征与危害播由于我国地理企位置独特，地史质构造复杂，朵地球生态环境恋多变，加之人傍口众多的农业缎大国，经济较栏落后，承灾能碍力弱，所有这什些叠加在一起亚，形成灾害类含型多、分布广痒、频度高、强嫌度大、影响面衔宽、损失严重帅的格局。据嘉资料统计分析搞，崩塌、滑坡大、泥石流、地哪面塌陷、地面箱沉降、地裂缝悠等种类的地质楼灾害在我国十拼分发育。其中糟崩塌、滑坡、炎泥石流的分布雷范围约占国土梯面积的眠50%俗，其中以西南励、西北地区最即为严重。袜2.1.1圆虎我国地震灾害阳分布如下次图1我国地吐震分布图收由图杂1显中可看到我国句地震分布特点氏是东少西多，耗地质构造特点座是以馋105°E热为界分为东西蛇两部分。中国抬西部地区是世惑界上大陆地震绝最活跃、最强锈烈和最密集的导地区。环太平默洋地震带对我饿国台湾及其附智近海域影响最扛大。塔华北区、台湾讲地区地震多发刻的成因是该区厌处在亚欧板块替与太平洋板块援的交界带。地梦壳活动强烈。帜西南地区地震焦、滑坡、泥石揪流多发的成因欠是由于印度洋缎板块和亚欧板划块的挤压碰撞衰。纱地质灾害可分阵两大类：第一开类主要是由自辈然因素引起的奴地质环境问题渣，又称第一环休境问题，属自榆然地质灾害；婶这些灾害不以犹人类什历史狮的发展为转移皆；第二类主要驻是由人为活动罪引发的地质灾饥害，称第二环满境问题，属人贿为地质灾害。按这些灾害常随垄社会经济的发心展而日益增加永，据地质灾害疤成因分析，全娱国阿50%李以上的地质灾膏害发生的主要启原因是人类行务为，尤其是人犯类不合理地大哭量挖掘能源所源造成的。队2.1.2肢滑坡甜滑坡是指斜坡察上的土体或岩择体，受河流冲残刷、地下水活苗动、地震、人膝工切坡等因素坚的影响，沿着交一定的软弱面躁或软弱带，整飘体地或分散地箭顺坡向下滑动率的自然现象。A：原斜坡剖面；D：滑坡后的剖面；E：滑动面A：原斜坡剖面；D：滑坡后的剖面；E：滑动面暗图禾2榨尝滑坡示意图针2.1.3朗滑坡的诱因：头①播地表水的冲刷羞、浸泡；=2\*GB3唱②沃降雨和融雪；=3\*GB3屑③喘地震；=4\*GB3拘④浩河流等地表水急体对斜坡坡脚吉的不断冲刷；=5\*GB3务⑤达开挖坡脚；=6\*GB3医⑥丧蓄水排水；=7\*GB3若⑦墓堆填加载；=8\*GB3秃⑧盒劈山放炮，乱糊砍乱伐。盾滑坡发生的讽规律盛：结膜下列地带是滑拾坡的易发和多麦发地区：=1\*GB3关①化江、河、湖邪(与水库筛)街、沟的岸坡地谦带，地形高差至大的峡谷地区币，山区铁路、绩公路、工程建租筑物的边坡等狼。=2\*GB3错②铸地质构造带之案中，如断裂带卖、地震带等。=3\*GB3骡③固易滑榨(扎坡榜)探岩、土分布区岁。=4\*GB3奥④慧暴雨多发区及逝异常的强降雨刘区。斯2.1.4姨泥石流咳泥石流是由于亿降水柿(所暴雨、冰川、启积雪融化水桌)乐产生在沟谷或并山坡上的一种巷挟带大量泥砂四、石块和巨砾亲等固体物质的胀特殊洪流，是闷高浓度的固体业和液体的混合坟颗粒流。堵泥石流的诱因慢：维=1\*GB3呼①家不合理开挖；=2\*GB3凤②涌不合理的弃土奋、弃渣、弃石林；=3\*GB3亡③普滥伐乱垦。糟图晋3累我国泥石俊流与滑坡分布必图栽2.1.5昏蛛崩塌虚陡坡上被直立互裂缝分割的岩描土体，因根部般空虚，折断压疫碎或局部移滑护，失去稳定，渗突然脱离母体蝴向下倾倒、翻烈滚，堆积在坡陵脚白(旷或沟谷桌)脸的地质现象称挡为崩塌。崩塌的诱因：=1\*GB3复①铅采掘矿产资源奖；=2\*GB3昨②增道路工程开挖辨边坡；=3\*GB3遍③挥水库蓄水与渠闻道渗漏；=4\*GB3袋④绘堆盘(煤弃走)顾渣填土；=5\*GB3组⑤征强烈振动。腾2.1.6鞭地面变形撇在地质灾害研批究中，把地面制沉降、地面塌吓陷和地裂缝统团称为地面变形誉地质灾害。它裕是指在一定的存自然条件和人冷为因素作用下莫，地下一定范烦围内的岩土体翁压缩、位移等湿活动，引起的突地面下沉、塌齿落、开裂，对请工程设施、城虫乡环境以及人撒民生命财产造牵成危害的现象雄。地面沉降、浆地面塌陷、地扎裂缝除共同表秘现为地壳表面杜形态发生严重响破坏外，还有粉一些其他方面械的相似特征：吹在形成条件方践面，虽然都受龙多种动力条件亿控制，但过量锯抽取地下水经隔常是它们形成香的重要原因；校在分布特征方店面，城镇、工帆厂、矿区、铁若路沿线是这些喉灾害的多发区卡。霸环造成中国城镇时地面塌陷原因成有三：一是不摔合理地大量开用采地下矿产资末源引起的塌陷陵；二是表面岩助溶活动引起的堤塌陷；三是大杏量抽取地下水随引起地面下沉盏。介地面塌陷发生促的规律：=1\*GB3草①就岩溶强烈发育愉的纯可溶岩分碗布地带或沿其众与非可溶岩的罩接触地带；=2\*GB3稿②忧沿可溶岩中的究断裂带或主要狼裂隙交汇破碎胡带，岩层剧烈书转折、破碎的订地带；=3\*GB3遵③之松散盖层较薄怕且以砂石为主耕，其底部粘性典土层缺失或甚萍薄穗(收一般不足棒1-2渔米灰)孕的郑“碑天窗枪”俭地段；=4\*GB3悲④注岩溶地下水的诸主迳流带或岩量溶管道上；=5\*GB3线⑤求具有潜水和岩孝溶水双层含水宵层分布地带；=6\*GB3仍⑥爪岩溶地下水的钟排泄区；=7\*GB3灯⑦蒜岩沉吟地下水乘位在基岩面上扶下频繁波动的描地带，或受排扮水影响强烈的养降落漏斗中心掩及近侧地段；=8\*GB3秩⑧诞临近河、湖、辨塘地表水体的翻近岸地带；=9\*GB3薪⑨伏岩溶地下水位渗埋藏较浅的低掠洼地带。劲2.1.7败人为地质灾害拔的危险性分析穴人为地质灾害仁的危险性分析拆又称地质灾害富灾变评价。在棉查清地质灾害培活动历史、形懂成条件、变化没规律与发展趋骤势的基础上，漂进行危险性评同价。主要是对识地质灾害活动啄程度和危害能楚力的分析评判渗。反映地质灾滨害活动程度的笑基本指标是地荷质灾害的活动水强度秤(尿或活动规模搂)挡、活动频次台(牵或地质灾害的窑发展速率宁)截、活动范围以泻及延续时间等换。不同地质灾朝害的具体指标信不同：如崩塌说、滑坡等地质呀灾害活动程度搬指标为灾害体酱体积和一定时粪问内灾害发生滥的频次；地面崖沉降、海水人萌侵等累进性地锅质灾害为灾害册范围、强度留(骡地面沉降的累羊计沉降量、海躬水入侵的氯离原子含量等朋)哪、发展速率。叼反映地质灾害绵危害能力的基胶本标志是地质砖灾害事件的危后害范围与危害嘉强度；对于一黎个地区来说，遮则是不同强度刚危害区的分布着情况。地质灾科害危险性分为侨历史灾害危险期性和潜在灾害肤危险性。历史息灾害危险性是锡指已经发生的苦地质灾害的危酸险性，通过对君历史灾害的调吵查分析确定。杠潜在灾害危险蹈性是指那迫些可能发生的运地质灾害的危侮险性，在调查董历史地质灾害扶规律和地质灾麻害活动条件的凭基础上分析确坐定。通过地质纤灾害危险性评足价，确定地质品灾害活动参数接，圈定地质灾量害危害范围，阶划分危害强度宽，编制地质灾道害危险性分区残图。其目的是冠为评价地质灾兰害破坏损失程巩度以及规划、傅部署、实施地言质灾害防治工弊作提供科学依兴据。桥僵人工诱发地质俱灾害的特点如读下：吐一是诱发速度膊快。在自然地灶质演化及气候臣变化过程中，涂岩体由相对稳尽定至不稳定的践变化，经历长蓄时间过程。而皇人工因素诱发扒下，就大大地乒缩短了自然演割化时间，加速忘岩土体的岩性捐变化，而导致难突变灾难的发江生，并造成更魂大的损失。怎二是诱发灾害西面广。自然地珍质灾害的发生目，除了特大灾邪害之外，一般零其危害性有一莲定的局限性，多在人工因素诱却发下，其危害始性就具有更大猎的影响面。例平如由于生物资鹰源准——谁森林的破坏，炒工程的大规模最开挖，影响的拿是区域性环境慰恶化，诱发区询域性旱涝灾害凳，以至引发全考球性荒漠化。格人类活动产生裙的升温效应，尚对气候及地质吼灾害诱发作用举的影响也是全警球性的。怪三是灾害损失薯巨大，除了地晨震之外，人工塘诱发的地质灾券害所造成的损恭失是严重的。观随着经济建设份的发展，人工农诱发地质灾害处所造成的损失删，仍会不断增洒加，目前估计督地质灾害损失榆每年约胶500姻亿元，而受到哭威胁的就是这乞些数据的数倍缺至数百倍。牧1998地年洪灾损失奶2000煎多亿元，死亡变1432架人，其中不少浴损失是通过地互质灾害而产生握的。本2.现股2众地质灾害防治狸工程的主要施故工技术标准及河防治措施卵[奶2弱]狱2.2.1怒主要的施工技胆术标准郑总结壶地质灾害防治浙工程的最大特症点是隐蔽性原(鄙如抗滑桩咸)姻、复杂性畏(威如抗滑桩锹+吸锚拉哭+枝挡板乱+荡冠梁戚)算和多样性菌(盛防治滑坡可采帐用桩，亦可采故用挡土墙捏)其，以地下工程慢施工为工艺特杰点，因此与地锈基与基础工程铅和岩土工程具魔有十分相近或第相同的工艺流扁程、施工工序剧和施工工法。就涉及地质灾害假防治工程施工殃的技术规范和途标准主要有：=1\*GB3张①饼地质灾害防治去工程现行施工皆技术标准和规很范，如《滑坡陪防治工程设计戚与施工技术规陕范》比(DZ/T0友218-20描06)奴；=2\*GB3球②张各类婆工业旗与民用和市政吃工程建设项目挑的地基与基础旱、深基坑、高只切坡、地基处情理、基础病害球工程防治等所刑涉及的技术规压范和标准均可委参考丑使用，如《建鹊筑地基基础工框程施工质量验崭收规范》侍(GB502玉02-200端2)党；=3\*GB3宫③榆各类水利水电臭工程的土石方桨、地基与基础活和岩土工程所雷涉及的技术规惨范和标准均可朝参考使用，如三《水电水利工俘程预应力锚索悦施工规范》恳(DL/T5捆083-20事04)颤；=4\*GB3明④劳各类查交通枣建设中所涉及灶的边坡、滑坡些、危岩、塌陷给和沉降等工程激防治的相关技寿术标准和规范逐，如《公路隧辜道施工技术规个范》份)(JTJ0仗42-94)牲。找2.2.2拆地质灾害防治测工程防治措施辆=1\*GB3怎①殊唉做好防治工程徐设计闻地质灾害防治族工程设计，必搅须根据崩塌、丑滑坡、不稳定瞒斜坡的成因机盛制、运动模式坑、易发性及防耳治目标制定。反首先根据致灾样的成因确定主皂要防治途径；俯根据灾害的易疗发程度、防治鹊目标确定防治电工程的强度和凤工程量。=2\*GB3押②夕呼地质灾害防治雁工程的主要工叨程措施隆根据地质灾害吉防治工程勘查伏设计现行行业忍规范，《三峡镜库区地质灾害做防治工程质量根检验评定标准玩》等技术标准蜘及资料分析，膜国内防治地质永灾害的主要工周程类型有：排于(鞋截何)魔水工程、支肃(坏拦杯)京挡工程、加固昼工程、护坡工窃程、减载与压伍脚工程及搬迁侧和避让等。=3\*GB3校③绪灵地质灾害防治冻措施津总体来说措施菌有以下几点：=1\*roman极i牌工程防治措施搂工程防治措施鸭是防治地质灾鹅害的重要组成请部分，工程防谈治措施的适用霉条件及方式：寇大多数房后切僵坡造成的小型芝土质滑坡，选徐用滑坡后缘地侧表排水、前缘鲜支挡或削方减芽载护坡等工程猎措施较为适应武；对于中型以锹上滑坡，应根验据工程地质勘命察资料选择工蚂程防治措施。=2\*roman旅ii羽生物防治措施山生物防治措施施是指植树造林笼，种草护坡及括合理耕牧。它威具有应用范围馅广、投资省，爹能促进生态平捡衡，改善甩自然条环境条件，防惑治作用持续时牛间长的特点，贡需较长时间才广能发挥其效益水。脏根据调查区地抱质灾害特点和上自然伏经济巨条件，泥石流掀区，地面塌陷晕区及水土流失确区应采取封山鸣育林，退耕还格林等防治措施铅，减少地质灾大害的发生和经终济损失。仪=3\*roman惹iii匆避让措施离首先考虑雨天瑞避让措施。对蚁灾害隐患点和残变形斜坡，采横取雨天临时避朝让措施，各镇罩在防灾预案的灯基础上编制安取全转移预案，春雨天对受威胁搞户一一作转移裕地点安排。应兴根据就近原则覆、转移地链(杆接受户容)组不受地质灾害见或其它灾害威疫胁的原则进行祥操作。再次为廉搬迁避让措施情。对一些危险具性大、危害性西严重的地质灾枯害，防治费用炸超过搬迁费用鼠或再建房仍然砖受地质灾害威刮胁的，采用搬挺迁避让措施。夏调查区需搬迁秘避让或已搬迁堪的灾点。旦针对几种我国扫常见地质灾害普类别的防治措桶施薯2.2.3效滑坡预防=1\*GB3机①目避开已存在的丝新老滑坡=2\*GB3鼓②绍防止古老滑坡芦复活=1\*roman潮i廉不在滑坡上方劈作填方加载，离不在其抗滑段败作挖方削弱支辈撑力=2\*roman恐ii包不在滑坡体上融设易渗水建筑碰物=3\*roman升iii巾严格管理生产盗生活用水不使搂其渗入滑体=4\*roman悼iv口设置必要的防状滑措施=5\*roman路v袖有条件时改水食田为旱田=3\*GB3萝③薯防止已变形滑钉坡大滑动造成满灾害=1\*roman伯i天停止施工，加虎强监测，防止摘灾害=2\*roman秧ii孔加强地表排水誓，夯填地表裂探缝=3\*roman步iii舒局部减重，前恨缘反压和排地桂下水常是有效录措施=4\*GB3保④户防止易滑坡地程段发生滑坡=1\*roman械i鸭高边坡地质资左料的勘察分析周，地层岩性，认坡体结构，易动滑坡地层及其恨分布位置和性置状，地下水分租布及出露位置=2\*roman耗ii息可能发生的变茂形类型和规律出分析=3\*roman京iii浑合理的坡形、踩坡率、坡高及柔加固措施设计=4\*roman宫iv心科学的施工方蔬法和顺序钱2.2.4趟泥石流的预防习泥石流对铁路佛、公路和航道杀、农田、矿山巷的危害严重，慢泥石流形成的趋条件要有陡峭柄的，便于集水信、堆积物的地孤形地貌，丰富玩的松散物质，延短时间内有大迹量水源。基于宇以上特征防治汪措施有=1\*GB3应①差生物措施：恢恋复地表植被，肆迟滞洪水，避笨免地表侵蚀=2\*GB3勿②珍工程措施：蓄恶水引水，支挡捡，拦挡泥石流盏，排导工程，届储淤工程将2.2.5密崩塌的预防：宋遮挡、拦截支姑挡、护坡、护土墙、镶补沟缝爹酬、削坡、排水哭2.3肯地质灾害殊防治新技术（万三维地质成像院技术）假地质工程复杂棉地质体中的各禽种地质信息，蔬可以通过野外够勘探实测或监臭测仪器记录获客得，但一般都灾是散乱数据，样工程地质工作捷者很难对其在遵工程岩土体中鬼的分布规律有吐一个整体和直抹观的把握。各讯种地质信息，置包括地形、地栋下水位、地层储界面、断层、视节理、风化带咽分布、侵入体崖及各种地球物如理、地球化学胳、岩土体的物另理力学参数或荷数据等值面评(柏线狡)日等，都可以看辜作是三维空间还中的函数，利驰用各种野外实雾测资料分别建戒立相应的曲面哭拟合函数，进缓而利用计算机拿建立三维地质硬模型，达到直音观地表达地质淹信息在工程岩矮土体中的分布毅规律、提高对匹地质规律的认针识、指导地质均工程项目的勘默测施工及监测筹的目的。现有决的地理信息系萌统捏(GIS)浮主要表达二维伴地表地物的图宅形和属性信息苏，要扩展到真取三维包含地下抵地质结构的地皱质信息系统还挪有差距。一个竟大型地质工程串项目从可行性败研究阶段、初降步设计阶段到但详细设计阶段笋，乃至到工程旗运行期的管理污与监测，建设胃周期长，往往尤积累了大量的修地质资料，用遗三维模型图形荐图像来表达、司解释和管理如叮此庞大的资料铃比光靠数据库崭和图表图纸等长常规手段来得阀有效得多。建低立地质工程复派杂地质体的三表维模型，处理客岩层界面与结禽构面组合关系漂，逼真反映地良下地质结构全庙貌，将为地质旨工程工作者分狗析研究工程地奇质现象和发现辰掌握岩土体结务构规律提供一烤种崭新的研究轧手段和研究方煌法。鞠2.3.1帖国内外研究与吉开发现状仪加拿大阿波罗盯科技集团公司遵开发的事MicroL盗YNX垦三维地质建模渐与分析软件系束统，通过对离谅散点采样、钻龄探采样和探槽台采样等空间数河据的处理，产摊生和Sectio沫n床（剖面）模型熟、雨Volume浇（体）模型、跃Polygo售n祝（多边形）模誉型、幸Block著（块）模型、执Grid浊（层状）模型斤喉和宅Surfac么e宫（面）模型。举利用童Sectio眼n持模型计算矿藏皇储量、构造复浅杂地质体、矿伯井、巷道等地勉面和地下采矿菊建筑设施。利鹅用泄Volume惜模型对地质体墙进行任意方向腾切割，从而表灿达任意复杂程课度的地质体。些Polygo葱n输模型可直接由款采样点数据生元成，催Block坛模型用于确定喇矿藏分布和等堵级变化。而皆Gemcom液Softw爆are心桌面系统集成春了开放数据库爪、多种应用程平序、无线技术倘和网络商业化木智能系统，为诊用户提供高级至的决策支持手见段，能够规划屠、管理和监督心采矿生产，减滑少采矿风险和写降低成本，是怒新一代采矿工顾程企业级解决裹方案。枣Gemcom档暑软件通过钻孔经、点、多边形幼等数据，利用翅大量实用的图思形编辑和生成疏工具，显示钻皂孔孔位分布，脑运用不顽规则三角网建愤立潮Surfac兽e(那表面柔)还和知Solid(示实体汪)粗模型，运用多渗义线圈闭岩层茂和矿体边界进匙行储量和品位垃分析，提供了炒交互操作功能秀并允许用户根道据自己的经验舰和专家知识勾有画地质模型，夜实现任意剖面唇切割任意角度斜观察和实体与齐实体或实体与浓表面的交切与暗布尔运算等。扎携在国内期TITAN刚三维建模软件千是由北京东方波泰坦科技有限优公司开发的造TITAN尺地学综合信息扯系统中的一个治组件，是基于弹框架建模的思麦想研制开发而淘成的，利用平滚行或基本平行集的剖面数据建捎立起三维空间颈任意复杂形状虫物体的真三维毯实体模型。扎TITAN洗三维建模软件级的组成部分有梢：=1\*GB3求①匆剖面数据处理局模块，建立剖弟面数据，为建唇立三维实体模勿型提供由一系呼列平行的剖面板组成的框架数药据，数据剖面容由多边形、环忠和点元素组成斩；=2\*GB3股②鞠对应关系处理尿模块，建立剖顽面之间、多边亲形之间、环之尘间和点之间的孟对应关系，为百建立三维实体颠模型提供剖面杯间的一一对应少关系，从而建护立建模元素之城间在三维空间酸中的联系；=3\*GB3雕③霜模型处理模块仗，建立实体模蒙型，用剖面数疏据和剖面间的桐对应关系建立羽起三维实体模华型，并且可以夸对模型进行任驱意切割、计算膨面积和体积的堵处理。此软件宿只是三维建模哈与图形处理的顷引擎，适用面贪广泛。般2.3.2谋地质工程复杂法地质体三维建关模和可视化的块原理=1\*GB3竹①抬离散数据的插膜值与拟合号地质信息的插搜值和拟合函数沾要根据实际勘区测数据建立，纯实测数据越丰状富精确，得到桂的地质模型越恭能够真实描绘昂出这些信息的也空间分布规律缓。对于不同的牙地质信息，需历采用不同的拟软合函数。地表熔地形测量数据思(X尊坐标、距Y猫坐标和地表高特程泪Z)纤、地下水位埋率深测量信息皆(骤地下水位测点按地表香X后坐标、灿Y匠坐标和水位埋涨深肚h)鲁等的曲面图形深生成可归结为卸双自变量离散旁数据的插值和而拟合。空间曲饰面插值函数有炎以下构造方法窗，如与距离成纲反比的加权方肯法需(Shepa由rd丘方法腹)耳，径向基函数糖插值法镰(Multi团quadri锻c聋方法南)透[4]按，平面弹性理捎论插值法怕[5]室等，它们同样建适用于单个连铜续地层界面、母地球物理勘探触数据、地球化膀学勘探数据以亩及岩土体物理饥力学参数在地漫质体空间的分嗽布。楚图裂4仍通过离散数据米的径向基函数辈插值法绘制的虚地表曲面。=2\*GB3滔②理钢三维数据结构就敌地质工程地质行体一般是不规矮则形体，在计高算机图形学中竞曲线和曲面总弱是分别通过很花多微小直线段西和微小三角面非逼近，来模拟想地层岩性界线永和岩层曲面，倚即岩层界面（仆地表曲线、地诸下水位面等地袄质层面界线）惩和岩层曲面都晚分别是许多微考小直线段和微潜小三角面的集允合。这就要求僵必须具备有效邪的分层的三维坝数据结构，比株如地质工程地啄质体空间中的董点由三位坐标疲分量表示，微录小直线段由其掌两个端点组成袋，地质层面界划线由所有属于距该边界的微小浸直线段组成，统而岩层曲面由副微小三角面组民成。有效的三雪维数据结构能慧够确保人机交符互和查询的实态现。臭=3\*GB3骡③示惯曲面求交残鸦地质体中存在银大量各种层面撕，包括地表、耻地下水位面、晃地层层面等，士当出现地层不郊整合、地层尖公灭和地下水出评露于河谷地表袍等情形时，就那自然会遇到曲稍面间求交的问唇题；地质体三碗维模型的上部砖边界是地表曲匹面，通过数学作方法拟合出的森岩层面或地下番水位面不应超盘出地表曲面，刘即超出部分不谨应显示。同样纲的，当显示多贷层地层时，下炼面的每一岩层勿应以其上一岩虚层为边界。因丙此，为了可视夺化地层界面必糊须要解决地层迅面与地表或其窄他地层面的求牧交问题。另一况方面，在剖面虑图成图时，地毛质界线的绘制施是通过显示剖瓦面蚕(锤平面励)较与各种地质界欣面络(漫曲面觉)狂求交所得出的助交线。因此曲迁面求交包括地及质界面之间的炉相交和地质界琴面与剖面的相籍交两类问题。擦=4\*GB3捕④松三维拓扑结构借分析袖逢从地质学角度循看，拓扑是地怪质对象间关系密的表格，拓扑遗表存储层位间垂上覆、下伏和拦交切等的地层往学关系及地质舌空间位置关系腊。拓扑也可视扯为允许这些地罚质关系合理储它存的数据结构饶。例如，考虑玻多层地层，上监一个岩层的底院面和与其相邻樱的下一个岩层革的顶面是上下盛岩层这两个实娘体的公共部分禾或共享边界，陵它们之间的拓炮扑关系就是相皆邻和同一的关柔系，在存储数职据时只存储上馅一个岩层的底恐面或其相邻的适下一个岩层的握顶面，即相邻棚岩层的边界曲队面可以存为一奖个地层曲面，定大大减少数据映存储量。评价吼地质模型系统政的优缺点往往夕决定于描述地壳质对象所的拓宪扑结只[6]跪。挂=5\*GB3⑤可视化技术名地质工程复杂笋地质体可视化乏是利用计算机洋技术将工程勘盛测获得的数据歪转换为形象直包观便于进行交曲互分析的地下恋地质结构空间蛋形态的立体图晴和剖面图形，栋其基础是工程填数据和测量数孕据的可视化。移利用可视化技颈术可以从庞大拖的勘测数据中浅构造出对于边阴坡稳定性和地构下硐室变形破飘坏等起关键作盐用的岩层和结捡构面，并显示泳其范围、走向誉和相互交切关手系，帮助工程流地质人员对原微始数据做出正予确解释，继而握为工程地质分裙析提供决策支泻持。图确6搭是通过离散地升表地形测量数输据的插值计算巴并用不同颜色雕表达高程的差族异达到山峦起夺伏和河流侵蚀茫切割山地形成链河谷的状态的牌可视化熊[7]锦。感图旋5顾山峦起伏和咬河流侵蚀切割劈山地形成河谷垂的状态的可视心化。围2.3.3牧复杂地质体三是维建模与可视猪化技术的初步椅开发与应用绪悟英=1\*roman滴i孕工程勘测空间鼓数据库管理肥工程勘测空间鱼数据库在收集拆整理现场勘测够数据后录入各节分项数据表，味这些数据表不骗仅包括地质信夫息的位置数据脸，更重要的是蝇提供属性数据严。以地层岩性薯数据表为例，韵要求录入钻孔府编号、岩层起稻始深度、岩层罗终止深度、层牧厚、岩性（地述层名称）、地设层代码（地殖层年代）、岩榴层走向、岩层毕倾向、岩层倾叼角、接触关系债、地质描述等苹数据。随着工聚程勘测的进展舞，能够方便地迁修改补充和管尿理勘测数据。牧=2\*roman差ii霞三维地质立体穷图啊利用向家坝某谣坝址区工程勘载测数据，建立妨了坝址区右岸亩三维立体地质裹图。该坝址区泳自上而下地层唱岩性组合为：吐第四系崩坡积黎物，侏罗系泥骗岩、粉砂质泥泡岩、泥质粉砂议岩，三叠系上呢统厚至巨厚层拾状细至中粒砂盏岩，三叠系上北统薄至中厚层释状粉细纱岩、故粉砂岩，三叠废系上统中厚至尚厚层状中粗砂内岩。通过有限当的工程勘测数吹据得出的立体咸图，能够较好情地满足工程地置质的精度。赔图息6宿向家坝某坝梳址区右岸三维启地质图拜2.3.4薪三维地质成像谊技术的意义筋建立地质工程窝复杂地质体的茄三维模型与可恰视化研究，对懒于岩土体结构批的研究、空间知地质体信息的拿分布规律