基于条件模拟的城市地质属性建模:以广安市为例

周放, 李明辉, 黄从俊, 刘宇杰, 张建龙, 王保弟, 郝明, 吴喆. 2023. 基于条件模拟的城市地质属性建模:以广安市为例. 沉积与特提斯地质, 43(4): 844-855. doi: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2022.06002
引用本文: 周放, 李明辉, 黄从俊, 刘宇杰, 张建龙, 王保弟, 郝明, 吴喆. 2023. 基于条件模拟的城市地质属性建模:以广安市为例. 沉积与特提斯地质, 43(4): 844-855. doi: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2022.06002
ZHOU Fang, LI Minghui, HUANG Congjun, LIU Yujie, ZHANG Jianlong, WANG Baodi, HAO Ming, WU Zhe. 2023. Modeling of urban geological attributes based on conditional simulation: A case study of Guang'an City.. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 43(4): 844-855. doi: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2022.06002
Citation: ZHOU Fang, LI Minghui, HUANG Congjun, LIU Yujie, ZHANG Jianlong, WANG Baodi, HAO Ming, WU Zhe. 2023. Modeling of urban geological attributes based on conditional simulation: A case study of Guang'an City.. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 43(4): 844-855. doi: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2022.06002

基于条件模拟的城市地质属性建模:以广安市为例

  • 基金项目: 中国地质调查局项目(DD20190524, DD20211210,DD20221733)
详细信息
    作者简介: 周放(1992—),男,工程师,从事三维地质建模和应用研究工作。ORCID:0000-0002-6667-1873. E-mail:Fzhou6@163.com
    通讯作者: 李明辉(1968—),男,水文地质工程专业,教授级高级工程师,主要从事水工环方面的调查和研究工作。E-mail:Lmh680408@163.com
  • 中图分类号: TP391.9;TU984.113

Modeling of urban geological attributes based on conditional simulation: A case study of Guang'an City.

More Information
  • 城市地质建模是实现地下空间可视化、认识城市复杂地质条件的重要手段,也是城市地质调查工作的重要任务。前人开展城市地质建模工作时,通常将地下地质体作为均匀介质进行建模和插值,导致地质模型不能反映地下地质体离散型和非均质性,影响了模型的可靠性和未来应用。本研究以四川省广安市为例,通过野外地质调查、资料收集(地形地貌、钻孔、剖面图和柱状图等)和数据分析,选择可以反映地质离散性和非均质性的条件模拟方法,以岩样作为样本数据集,开展研究区三维建模工作。本次工作建立了广安市城市规划区地层构造模型、岩性和属性参数三维模型,并基于层次分析法(AHP)评价了以隧道为开发手段的围岩等级。结果显示,规划区内存在分带特征明显的西南、西、中和南四个工程地质特征带,同时,围岩等级显示全区由深到浅大部分区域都适合以隧道开发为手段来进行地下空间利用,为广安市城市地下空间规划和开发提供了立体地质参考和依据。最后,对城市地质建模未来研究方向进行了探讨。

  • 加载中
  • 图 1  广安市卫星影像(a)和城市规划区范围(b)

    Figure 1. 

    图 2  研究区地质简图

    Figure 2. 

    图 3  地质建模流程

    Figure 3. 

    图 4  城市规划区地层模型(a)和模型栅格图(b)

    Figure 4. 

    图 5  岩性分布模型(a)、栅格图(b)和单岩性空间分布(c-g)

    Figure 5. 

    图 6  工程地质参数属性模型

    Figure 6. 

    图 7  不同海拔高度地下(275,250,225,200 m)岩石密度平面展示

    Figure 7. 

    图 8  广安市围岩评价等级图

    Figure 8. 

    表 1  上沙溪庙组 (J2s)工程岩组分层参考表

    Table 1.  Geotechnical units classification of upper Shaximiao Formation (J2s)

    地层分层顶面高程(m)底面高程(m)厚度(m)岩性描述
    7450.00399.2650.74紫红色、灰黄色、灰紫色中细粒长石砂岩与紫红色泥岩韵律层,共有3个砂–泥岩韵律层
    6399.26375.0024.26灰黄色块状中细粒长石砂岩,底部见泥砾现象,可见平行层理,交错层理
    5375.00313.6961.31紫红色泥岩与灰黄色块状细粒长石砂岩不等厚互层,泥沙比2∶1~6∶1
    4313.69293.6920.00紫红色泥岩夹灰紫色块状细粒长石砂岩,泥沙比接近14∶1
    3293.69266.5227.17上部紫红色泥岩与灰紫色、灰黄色中细粒长石砂岩互层,泥沙比1∶3~2∶1,下部为一层泥-沙韵律层,厚约15 m
    2266.52253.3313.19紫红色砂质泥岩,顶部含有一层灰黄色厚层状中细粒长石砂岩
    1253.33150.00103.33上部为一套4 m的灰黄色块状中细粒长石砂岩,下部为紫红色泥岩与灰紫色、灰黄色砂泥互层,泥砂比2∶1~1∶5
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    表 2  围岩等级评价影响因素及划分标准

    Table 2.  Interfering factors and classification criteria of country rock grade assessments

    评价因素划分标准等级划分量化分值
    岩石单轴饱和抗压强度Rc(Mpa)>60坚硬岩5
    60~30较坚硬岩4
    30~15较软岩3
    15~5软岩2
    <5极软岩1
    岩石质量指标RQD(%)>90好的5
    75~90较好的4
    50~75较差的3
    25~50差的2
    <25极差的1
    地下水位指标地下水位以上2
    地下水位以下1
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    表 3  围岩等级判别矩阵构建

    Table 3.  Discrimination matrix of country rock grades

    要素饱和抗压强度RQD水位
    饱和抗压强度11/22
    RQD212
    水位1/21/21
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出版历程
收稿日期:  2021-08-30
修回日期:  2022-06-06
录用日期:  2022-06-20
刊出日期:  2023-12-31

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