基于曲面坐标框架与位移矢量场构建的断层三维模拟方法

基本信息
批准号:41871310
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:车德福
学科分类:
依托单位:东北大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郭甲腾,张胜军,贾庆仁,张桓,陈凯,杜海鹰,郭培禹
关键词:
断层坐标框架三维模拟断层三维建模三维数据模型断层位移矢量场
结项摘要

Faults damaged the stability of the underground rock mass and threatened mine safety seriously. It is difficult to describe its’ complex spatial morphological changes by 2D drawings, while an accurate three-dimensional model can provide an intuitive and detailed spatial relationship between faults and strata. Therefore, Independent and innovative research for detailed and accurate fault modeling is in urgent need. This project takes the underground fault modeling as the target, and the "fault implicit-surface coordinate system-relationship between form and 3D vector field" as the main research flow. In our plane, through theoretical discussion and physical experiment, a fault curve coordinate system will be constructed, which will be implemented in the analysis of relationship between fault geometry and displacement, also the establish of displacement vector field. The main research contents are as follows: fault curve surface and scalar field reconstruction in multi-source data environment, Poisson equation-based fault curve coordinate system scalar field reconstruction method, modeling of the relationship between single fault geometry and displacement, fault-related stratigraphic fracture displacement vector field establishment method. The method will be experimented and verify in a typical area, and is expected to reveal the relationship between the fault geometry and displacement and form a fault 3D modeling method, or to provide a scientific basis for the investigation of the fault distribution. We will implement this method in the GeoMS3D digital mine software system independently developed by our work group, and apply to the disaster prevention and control field in the mining area.

断层的存在破坏了地下岩体的稳定性,严重威胁矿山安全生产,通过二维图纸很难描述其复杂的空间形态变化,而准确的三维模型可提供断层与地层间直观详尽的空间关系,因此,急需针对详尽准确的断层三维建模方法做自主创新研究。本项目以断层模拟为目标,以“断层隐式面-曲面坐标系统-形态与位移关系-位移矢量场”为主线,通过理论探讨与物理实验相结合的方式,研究断层曲面坐标系统框架建立方法,分析断层几何形态与位移关系,建立以断层曲面坐标系统为框架的位移矢量场。主要研究内容有:多源异构数据下的断层曲面与隐式空间重建方法、基于泊松方程的断层曲面坐标框架标量场重建方法、单条断层几何形态与位移关系建模、断层相关地层断裂位移矢量场建立方法。研究成果预期将揭示断层形态与位移关系,形成断层三维建模方法体系,并应用于团队自主研发的GeoMS3D数字矿山软件。以典型实验区为例验证该方法,可为矿区断层分布调查、灾害防控提供科学依据。

项目摘要

断层的存在破坏了地下岩体的稳定性,严重威胁矿山安全生产,通过二维图纸很难描述其复杂的空间形态变化,而准确的三维模型可提供断层与地层间直观详尽的空间关系,因此,急需针对详尽准确的断层三维建模方法做自主创新研究。本项目以断层模拟为目标,以“断层隐式面-曲面坐标系统-形态与位移关系-位移矢量场”为主线,通过理论探讨与物理实验相结合的方式,研究断层曲面坐标系统框架建立方法,分析断层几何形态与位移关系,建立以断层曲面坐标系统为框架的位移矢量场。主要研究内容有:多源异构数据下的断层曲面与隐式空间重建方法、基于泊松方程的断层曲面坐标框架标量场重建方法、单条断层几何形态与位移关系探讨、断层相关地层断裂位移矢量场建立方法。研究成果预期将揭示断层形态与位移关系,形成断层三维建模方法体系,并应用于团队自主研发的GeoMS3D数字矿山系统。以典型实验区为例验证该方法,可为矿区断层分布调查、灾害防控提供科学依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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