CN110852551A - 一种料场储量计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程地质勘察技术领域，具体涉及一种料场储量计算方法，目的是提供一种料场储量计算方法；采用的技术方案是：一种料场储量计算方法，包括以下步骤：根据料场规划平面图，绘制料场三维实体模型图；根据料场的工程地质剖面图，绘制剥离面集、开挖面集；由所述剥离面集、开挖面集对所述料场实体三维模型图进行切割，获得剥离体集、开挖体集、剩余体集；根据所述剥离体集、开挖体集、剩余体集体积计算料场储量。本发明根据对料场工程图绘制料场的三维模型，通过三维模型计算料场储量，具有计算快速、准确、适用范围广的特点。

Description

一种料场储量计算方法
技术领域
本发明涉及工程地质勘察技术领域，具体涉及一种料场储量计算方法。
背景技术
水电水利工程建设需要大量的天然建筑材料，而工程场地位于高山峡谷地区，交通运输十分不便，且远距离运输成本高。受制于这些因素，一般需要在水电工程场地附近选择合适的料场提供天然建筑材料。在料场场地勘察中，料场储量的查明直接关系到是否能为工程建设提供足够的建筑材料，因此料场储量计算是一项十分重要的工作。
在《水电水利工程天然建筑材料勘察规程(DL/T5388-2007)》中，规定对于料场储量的计算应根据地形地质条件、勘察级别、勘探点布置情况选用平均厚度法、平行断面法或三角形法，并选用另一种方法进行校核。其中，平均厚度法利用储量范围内的总面积乘以厚度来计算料场体积，平行断面法和三角形法通过将料场划分为几个分段块体，然后利用二维平面的面积乘以高度来计算各块体的体积，最后将各块体体积相加得到料场的体积。因此现有料场储量计算方法具有不同的适用条件，具体为：平均厚度法主要适用于地形平缓，有用层厚度较稳定、勘探点布置均匀的料场，或勘察级别低、勘探点比较少的料场；平行断面法适用于地形有起伏、有用层厚度有变化的料场；三角形法适用于勘探点布置不规则的料场。
总体来说上述三种方法在使用中存在如下问题：料场是一种不规则地质体，地形起伏变化较大，以上三种方法通过二维平面的面积乘以高度来计算料场的体积受地形地质条件、勘探点布置间距、有用层厚度变化等因素影响较大，计算精度较低，结果存在较大误差。同时，料场储量计算后还须采用另一种方法进行校核，但以上三种方法具有不同的适用条件，另外两种方法不一定适用于需要勘察的料场储量计算；因此，很难用另外两种方法校核料场储量计算结果的准确性。并且这三种计算方法较为繁琐，十分耗时。
发明内容
针对上述现有的料场储量计算方法存在较大误差、计算繁琐的技术问题，本发明提供了一种料场储量计算方法，能够准确快速的计算、校核料场储量，且适用于不同地形地质条件。
本发明通过下述技术方案实现：
包括以下步骤：
根据料场规划平面图，对料场规划平面图进行矩形框框选，获得料场等高线图；
对所述矩形框赋予高程值，获得料场底边界控制点集，所述高程值小于开挖高程值的最低值；
根据所需地形精度，设定等高线X、Y方向的点间距，将料场地形面集、点集图形精度与计算所需的料场地形面集、点集图形精度进行比较，若低于所需精度则重新设置X、Y方向的点间距，以获得料场地形面集、点集；
根据所述料场底边界控制点集、料场地形面集和点集进行三维造型，获得料场三维实体模型图；
根据料场的工程地质剖面图，从料场工程地质剖面图中提取出剥离线集，根据剥离线集进行二维制图，获得剥离面集，所述剥离面集的数量与料场工程地质剖面图数量相同；
根据料场的工程地质剖面图，从料场工程地质剖面图中提取出开挖线集，根据开挖线集进行二维制图，获得开挖面集，所述开挖面集的数量与料场工程地质剖面图数量相同；
由所述剥离面集、开挖面集对所述料场实体三维模型图进行切割，获得剥离体集、开挖体集、剩余体集；
根据所述剥离体集、开挖体集、剩余体集体积计算料场储量。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过建立料场三维模型，并导入剥离面集、开挖面集，将料场切分为剥离体集、开挖体集、剩余体集，然后直接使用三维软件查询料场体积，计算结果准确，精度较高。避免了现有方法采用二维平面的面积乘以高度来计算三维料场的体积时，受地形地质条件有用层厚度变化等因素造成的计算误差。
2、本方法采用三维模型计算料场体积，不受地形起伏、勘探点布置间距等因素的影响，避免了现有方法分别具有不同适用条件的困难，能够适用于不同地形地质条件。同时，本方法能用于校核现有方法计算料场储量的准确性，为储量计算校核提供技术支持。
3、本方法通过建立三维模型，直接查询剥离体、开挖体、剩余体的体积，相对于现有方法需要将料场划分为几个分段块体，然后利用二维平面的面积乘以高度来计算各块体的体积，最后将各块体体积相加得到三维料场的体积，再利用剥离线、开挖线计算剥离体、开挖体、剩余体的体积，避免了繁琐的计算，节约时间。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的测试方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
本实施例以采用AutoCAD、Surfer、ANSYS进行料场储量计算为例，进行说明，包括以下步骤：
实测绘料场地形，并使用AutoCAD绘制完整的料场规划平面图、料场工程地质剖面图(根据料场的规模大小一般布置有多张剖面图)。
在AutoCAD中打开所述料场规划平面图，隐藏除等高线以外其他线条，并用矩形框框选出料场研究范围，并裁剪掉矩形框以外部分；隐藏矩形框后，再利用针对AutoCAD软件二次开发的地质插件将等高线输出为“dgx.txt”文件，获得料场等高线图。需要说明的是，采用矩形框框选，方便快速、准确获取等高线图。
使用Surfer软件打开所述“dgx.txt”文件，并根据所需地形精度(轮廓圆润，不出现块状)设定X、Y方向的点间距，再将文件导出存为“dgx.grd”文件。
使用Surfer软件打开所述“dgx.grd”文件，查看所得的地形表面图精度是否满足要求；若精度过低则重新设置X、Y方向的点间距(等高线水平面间的距离)，直至满足精度要求，然后将满足精度要求的“dgx.grd”文件另存为“dgxzz.dat”文件，获得料场地形面集、点集。
使用Surfer打开所述“dgxzz.dat”文件，然后将其转化为一个能在ANSYS软件中读取的“dgxok.dat”文件。
给所述矩形框赋予低于最低开挖高程的高程值，然后使用地质插件将矩形框输出为“jxk.txt”文件。
使用ANSYS打开所述“dgxok.dat”文件，得到料场地形面、点集；然后打开所述“jxk.txt”文件，得到料场底边界控制点集；通过在ANSYS软件中的点→线→面→体(三维造型)操作，得到料场三维实体模型。
使用AutoCAD打开料场工程地质剖面图，然后使用地质插件将各剖面图中的剥离线依次输出为“blx1.txt”、“blx2.txt”...“blx*.txt”文件，获得剥离线集，其中“*”为料场工程地质剖面图的数量。
使用AutoCAD打开料场工程地质剖面图，然后使用地质插件将各剖面图中的开挖线依次输出为“kwx1.txt”、“kwx2.txt”...“kwx*.txt”文件，获得开挖线集，其中“*”为料场工程地质剖面图的数量。
使用ANSYS将所述“blx1.txt”、“blx2.txt”...“blx*.txt”文件，通过点→线→面(二维制图)操作形成剥离面集；再将所述“kwx1.txt”、“kwx2.txt”...“kwx*.txt”文件，通过点→线→面操作形成开挖面集。
使用ANSYS软件的“面切体”功能，使用所述剥离面集、所述开挖面集将步所述料场三维实体模型切分为剥离体集、开挖体集、剩余体集。
使用ANSYS软件的“体积查询”功能，分别查询所述剥离体集、所述开挖体集、所述剩余体集的体积并计算，即完成了料场储量的计算(开挖体集的体积总和即为料场储量)。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种料场储量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据料场规划平面图，绘制料场三维实体模型图；
根据料场的工程地质剖面图，绘制剥离面集、开挖面集；
由所述剥离面集、开挖面集对所述料场实体三维模型图进行切割，获得剥离体集、开挖体集、剩余体集；
根据所述剥离体集、开挖体集、剩余体集体积计算料场储量。
2.根据权利要求1所述的料场储量计算方法，其特征在于，绘制所述料场三维实体模型图包括以下步骤：
对料场规划平面图进行矩形框框选，获得料场等高线图；
对所述矩形框赋予高程值，获得料场底边界控制点集；
根据所需地形精度，设定等高线X、Y方向的点间距，获得料场地形面集、点集；
根据所述料场底边界控制点集、料场地形面集和点集进行三维造型，获得所述料场三维实体模型图。
3.根据权利要求2所述的料场储量计算方法，其特征在于：所述高程值小于开挖高程值的最低值。
4.根据权利要求2或3所述的料场储量计算方法，其特征在于：将料场地形面集、点集图形精度与计算所需的料场地形面集、点集图形精度进行比较，若低于所需精度则重新设置X、Y方向的点间距。
5.根据权利要求1所述的料场储量计算方法，其特征在于，所述剥离面集由以下步骤获得：
从料场工程地质剖面图中提取出剥离线集，
根据剥离线集进行二维制图，获得所述剥离面集。
6.根据权利要求1或5所述的所述的料场储量计算方法，其特征在于；所述剥离面集的数量与料场工程地质剖面图数量相同。
7.根据权利要求1所述的所述的料场储量计算方法，其特征在于，所述剥离面集由以下步骤获得：
从料场工程地质剖面图中提取出开挖线集，
根据开挖线集进行二维制图，获得所述开挖面集。
8.根据权利要求1或7所述的所述的料场储量计算方法，其特征在于；所述开挖面集的数量与料场工程地质剖面图数量相同。
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