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随着地下工程建筑的不断发展,对岩体三维可视化的需要越来越迫切,因而对岩体三维可视化的研究也越来越广泛深入.岩体三维可视化的研究中,重点在于模型的构建.本文结合地下工程建设的具体情况,针对当前三维地质建模中所存在的问题,首先从岩体断裂力学理论出发,分析岩体中的断裂扩展,给出确定断裂扩展方向及长度的方法.然后利用现代高精度的三维地质模型建模方法和三维地理信息技术手段,研制三维地质体模型的可视化方法,弥补了以往地质可视化软件的不足.通过深入研究,得出了如下研究结果:1.岩体断裂扩展分析是地质建模中的一个重要内容,只有精确地分析断裂在岩体中断裂扩展的方向以及扩展延伸大小,才能使得岩体模型的创建接近于实际情况.传统的断裂分析方法:最大拉应力理论、最大能量释放率理论以及最小应变能密度理论,这三种方法在断裂分析方面均基于线弹性理论,并且根据试验结果可知,最小应变能密度理论分析结果比较接近实际情况.2.当应力发生变化时,地层中混合断裂扩展的方向可以通过求解最小应变能密度方向来确定,而断裂扩展长度则通过断裂端点的载荷强度及断裂轨迹线来确定.当应力点位于断裂轨迹线之外时,说明还有足够能量继续使断裂扩展,则断裂继续扩展;当应力点位于断裂轨迹线之内时,说明能量不足以让断裂继续扩展,应适当减小断裂扩展长度.3.对于三维网格面的生成,等间距三角形网格不但比不等距三角形网格更易于生成计算,而且等间距网格面比不等距网格面精度更高、更能够反映地形、界面的局部变化.网格插值方法采用双三次多项式效果比较好,生成的曲面连续、光滑.4.三维体的表示可有多种方法,但结合地质工程的数据量、精度要求及数据运算效率等因素,由Delaunay三角形网格形成的体素结构法(即TIN数据结构)是最合适的方法.其生成速度快、效率高.5.在三维地质模型的可视化方面,目前已有地质软件只注重模型的外形轮廓显示,而不关心体信息(体的性质、类型及其它属性等)的捕捉,这很显然不能满足地质工程的需要.本文在地理信息系统技术的基础上,充分考虑地质模型信息特征,引用地理信息系统中功能强大的三维模型显示的基本框架,基本上实现了三维地质模型可视化的基本方法,可以方便地进行三维及二维建模操作,并可随时提取所需要的地层信息,如地层类型、地层名、地层体积以及地层中断层状况等属性参数等.