李永勇

（山西省水利水電勘測設計研究院有限公司山西太原030024）

0 引言

BIM 建筑信息模型（Building Information Modeling）成為設計行業(yè)未來發(fā)展趨勢，已逐步成為各大設計院的共識。為了適應BIM 模型的發(fā)展，高效建立三維地質模型的成為了勘察軟件的探索方向。目前，可用于三維地質模型建立的軟件主要有AutoCAD Civil 3D 軟件，中國電建北京勘測設計研究院有限公司的工程地質軟件系統(tǒng)，理正勘察三維地質軟件等。本文主要應用理正勘察9.0PB4 版及理正勘察三維地質軟件，對水庫壩址區(qū)進行三維地質模型建立，

并實現與AutoCAD Civil 3D 交互。

1 建模過程

理正勘察三維地質軟件建模過程主要有以下步驟：1）收集水庫壩址區(qū)勘探點及地形數據；2）對壩址區(qū)地形圖提取高程點，形成pnt 格式地形數據；3）利用理正勘察9.0PB4（工勘版）對鉆孔進行錄入；4）在理正勘察三維地質軟件生成剖面；5）設定建模規(guī)則，生成模型；6）輸出dxf 格式模形，并在AutoCAD Civil 3D 軟件中建模。操作總流程圖見圖1。

圖1 操作流程圖

2 建模實例

壩址位于一支溝，壩軸線距溝口約290 m。沖溝走向為N80～85°W，無常流水。壩軸線走向N22°W，壩址區(qū)溝谷多為“U”型谷，溝谷寬約90 m，壩址處因溝內修建淤積壩造地，地形呈臺階段。兩岸山梁高程相對高差60～120 m，屬典型梁峁狀黃土地貌。

壩址區(qū)發(fā)育地層巖性主要為古生界奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）和新生界第四系松散堆積物。

2.1 原始地形數據的提取

利用AutoCAD Civil 3D 軟件，從工程測量提供的為比例尺1：1 000 平面圖，提取高程點數據形成外部高程點數據文件。對文件進行整理，只保留坐標數據。形成pnt 格式地形數據。

理正勘察三維地質軟件導入地形數據文件類型支持pnt 和dxf 兩種類型的格式。將pnt 格式地形數據導入理正勘察三維地質軟件，結果見圖2。

圖2 理正地形曲面

2.2 鉆孔數據錄入

利用理正勘察9.0PB4 版軟件錄入鉆孔資料，形成在理正勘察數據庫（mdb 格式）。從“工程地質勘察庫”中把擬建三維地質模型的工程地質數據導入到三維軟件中，為三維地質建模提供原始數據。圖形區(qū)域以三維方式顯示當前工程的所有鉆孔，如圖3。如勘探點數量不足，造成剖面無法連層，可布置推定鉆孔，是指在工程原有鉆孔的基礎上，根據推測指定虛擬鉆孔，以符合自動連層規(guī)則生成剖面圖。

圖3 三維鉆孔圖

2.3 生成剖面

理正勘察三維地質軟件可根據工程地質實際情況進行生成剖面圖時連層原則的設置，也可人工干預三角形剖面組的設置。軟件按照自動連層規(guī)則和人工干預三角形剖面組的設置來自動生成剖面，生成剖面后如圖4。

圖4 三維剖面圖

2.4 生成模型

根據工程的鉆孔及剖面數據，建立三維地質模型。生成模型時可選擇是否疊加地形。生成模形見圖5?？啥喾较虿榭茨Ｐ危砑訋r性花紋，透明顯示等操作，對壩址區(qū)地質模型有更直觀的了解。

圖5 模型疊加地形

生成的模型可轉為dxf 格式文件，實現AutoCAD Civil 3D 軟件讀取，見圖6。

圖6 AutoCAD Civil 3D 模型

2.5 任意剖面剖切

生成地質三維模型后，可以對地質模型進行豎向、平向、斜向等任意方向的靈活剖切，直觀查看地質體內部構造，并可通過剝層查看各地層的相互關系。此處取壩軸線方向剖切，得到結果如圖7。

圖7 壩軸線剖切圖

3 結果分析

利用理正勘察9.0PB4 版及理正勘察三維地質軟件的三維建模過程，相較于AutoCAD Civil 3D 軟件更加高效快捷，基于工程地質勘察數據庫，三維地質模型的建立也更容易發(fā)現勘察過程中的不足，鉆孔修改及補充數據等內容能及時在三維模型中體現。同時提高地質資料的易理解性，結合BIM 模型相關軟件，實際了工程設計可視化效果，便于設計人員更好地應用。

4 結論

通過對壩址區(qū)的三維地質建模過程，結合理正勘察9.0PB4 版的勘察數據錄入，理正勘察三維地質軟件的建模過程更加快捷。理正勘察三維地質軟件在勘察中的優(yōu)勢主要有以下幾點：

1）實現了與理正工程地質勘察軟件數據庫的無縫聯接，建模過程無需再次輸入鉆孔數據，三維地質模型的生成過程，可以自動生成，操作界面直觀，步驟簡單，勘察成果報告和工程三維地質模型可同步進行，顯著提升勘察數據的可視化效果。

2）直觀地展示工程區(qū)的工程地質條件，查看地質體與工程建筑物的相互關系，發(fā)現地質勘察中的不足，便于設計人員的理解。

3）可以在三維地質模型的任意位置布置勘探剖線，查看地質模型的任意剖面，并可直接生成符合工程勘察要求的地質剖面圖，同時可導入勘察或CAD 軟件中進行顯示、編輯和輸出。

4）生成的三維地質模型可輸出到其他三維分析軟件中，供巖土工程設計與巖土工程計算等專業(yè)采用。