GEO5岩土勘察模块——三维地质建模

1. 勘察数据的录入和管理

1.1. 勘察数据录入

勘察数据，包括常用的钻孔取芯数据、原位测试数据及水文地质调查数据都可以通过Excel或者txt的方式导入到模块当中，也可以直接进行添加或者编辑。2021版中增加了勘察数据批量导入功能，用户自己储存的勘察数据、理正勘察数据和华宁勘察数据均可实现批量导入，详细内容可查看本末附录链接。

数据类型包括钻孔（取芯孔）、水井（水文地质调查）、CPT（静力触探）、DPT（动力触探）、SPT（标贯试验）、DMT（扁铲侧胀试验）、PMT（旁压试验）等。

Fig1.1 勘察数据录入

数据录入之后，可以通过【打印日志】直接生成钻孔柱状图及原位测试曲线图。

Fig1.2 钻孔柱状图

Fig1.3 原位测试曲线图

钻孔柱状图及原位测试曲线图等勘察成果的图表样式支持用户自定义，还可以在表单中添加不同的数据字段，使得不同行业、不同单位都可以定制适合各自使用的模板，实现个性化配置。

在勘察数据录入完毕的时候，软件会根据用户输入的实际坐标生成分布图，用户能够直接在谷歌地图中查看勘探点在拟建场地上的相对位置关系，有利于对勘探布置合理性的分析判断，也有助于前期的放点测绘。

Fig1.4 场地试验分布

1.2. 勘察数据管理

在GEO5中，勘察数据总的分为两个阶段，即原始勘察数据和解释后的勘察数据，分别由【勘察数据】和【柱状剖面】来表示，如图：

Fig1.5 从勘察数据到柱状剖面

两个阶段勘察数据的分别在于，原始勘察数据阶段的所有信息应该是勘察现场的第一手资料，由勘察人员进行完成。而解释后的勘察数据（柱状剖面中的数据）是继承原始勘察数据中的内容，并结合岩土工程师对于场地和各类勘察数据的理解进行的一个调整，包括对于原始勘察数据的检查校正，对于具体工程项目中对总体不影响或不对工程产生主要矛盾的岩土信息的合并或过滤。

也就是用户可以直接在软件中进行钻孔数据及原位试验数据的室内整理工作，可以说在这里数据开始从原始第一手的数据过渡到实际工程应用阶段。更重要的是，软件会同时保存原始勘察数据和解释后的勘察数据，这样保证了第一手勘察资料的可追溯性。

Fig1.6 勘探数据的业内整理

1.3. 室内实验数据录入

在【岩土材料】中，通过“从勘察数据中继承”可以一键继承原始钻孔数据中出现的岩土材料，如图：

Fig1.7 继承岩土材料类别

然后，根据室内实验成果，录入不同岩土材料的推荐指标，用于岩土工程设计。此外，工程师还可以调整材料的图例和颜色。

Fig1.8 录入室内实验成果建议指标

2. 勘察出图

2.1. 平面图

导入地形点数据后，软件会自动生成场地的等高线，用户可以调整等高线的显示间距和范围。在平面图中，可以查看勘探点以及剖面线的位置。

目前，GEO5正在开发基于平面图的注释功能，这样用户就可以像CAD操作一样，在平面图中添加文字注释、线条、填充图案、表格等信息。

Fig2.1 场地平面图示例

2.2. 工程地质剖面图

GEO5中剖面图的绘制是基于解释后的勘察数据，在绘制剖面的过程中如果工程师发现钻孔数据不合理，可以时时切换到钻孔解释界面（即柱状剖面）中再次调整，调整后可以再切换回剖面绘制界面。

剖面图的出图样式跟钻孔柱状图类似，可以根据不同行业、不同单位的需求进行个性化的定制，包括线型样式、出图格式以及标注等。最后，用户还可以将剖面图直接保存为CAD文件进行查看或者进一步的编辑。

Fig2.2 场地剖面图绘图示例

Fig2.3 剖面图绘图示例（含钻孔和原位测试孔）

3. 三维地质建模

3.1. 三维地质建模方法

三维地质建模的实质是通过用户输入的数据，包括地形数据、地层分界点数据、解释后的勘察数据等，来构建勘探场地的三维空间模型。

目前GEO5支持三种地质建模的方式：

（1）钻孔建模：根据场地取芯孔及原位测试孔得到的勘探资料，在工程师解译后直接建立三维地质模型。

Fig3.1 钻孔建模示例

（2）剖面建模：根据工程师绘制的工程地质剖面图，建立三维地质模型，并能保证模型相同位置的剖面与工程师手绘剖面完全一致。

Fig3.2 剖面建模示例

（3）地质点建模：根据工程师获得的不同地层的分界点的数据以及地形点的数据，直接利用点数据建立三维地质模型。借助该功能，工程师可以将EVS生成的地质模型导入GEO5岩土设计软件中进行设计分析。

Fig3.3 地质点建模示例（某EVS模型导入GEO5）

此外，以上三种方法均可以两两结合或者三者结合共同建模，以使得模型更加准确。

除了一般的地质模型，对于一些特殊的构造类型，比如透镜体、断层等，GEO5也能建模。

Fig3.4 断层建模示例

3.2. 三维地质建模意义

目前，三维地质建模并不是勘察从业人员的硬性要求，但从勘察到三维地质建模再到岩土设计，将会是未来岩土工程应用的一大趋势。

建立三维地质模型对于勘察人员的意义在于：

（1）高效——省去了校检纵横剖面交点位置数据是否匹配的烦恼。

（2）便捷——有了模型，所有中间过程的剖面都可以交由设计人员自己切割，既提高了设计人员工作效率，又让勘察人员工作更加方便。

（3）可靠——建模的数据采用工程师解译后的勘察数据，但所有的原始勘察数据也都会保存在模型中。

（4）美观——既可以展示三维模型，也可以根据需要展示围栅图等。

Fig3.5 剖面围栅图示例

4. 地质模型到岩土设计的应用

生成的三维地质模型，能够在上面进行剖面的任意截取，然后针对重点需要支护设计的区域，GEO5具有强大的数据提取和交换能力，软件在截取剖面的时候能够提取勘察数据信息，自动赋予岩土参数及地下水等信息。这时候直接导入相关的设计模块就可以进行设计，省去了建模和参数设置等步骤，大大提升了设计的效率。

Fig4.1 截取的地质剖面

Fig4.2 复制剖面直接进行设计

除了提取剖面，进行开挖方及支护设计，还可以在模型中提取虚拟钻孔，进行挡土墙、桩基以及基坑支护的设计。

借助GEO5不同模块间的数据共享功能，可以实现岩土工程勘察和设计的无缝对接。

5. 三维地质建模——填挖方

填挖方是GEO5三维地质建模2021版新增的功能。在已经建好的三维地质模型基础上，通过添加设计工况，实现对原有模型开挖或回填的操作，分层计算开挖岩土体及回填材料体积，同时还可以考虑挖填方平衡，详细说明查阅文末链接。

Fig5.1 某台阶边坡开挖过程模拟

Fig5.2 某场地基坑开挖模拟

Fig5.3 计算书中挖填方算量详细结果

6.三维地质建模——导入Revit

GEO5生成的三维地质模型能够以IFC格式导入Revit中，效果如下：

Fig6.1 模型导入Revit