基于GIS与数据挖掘的裂隙岩质隧道三维模拟与灾害预测

项目名称： 基于GIS与数据挖掘的裂隙岩质隧道三维模拟与灾害预测

项目编号： No.41202197

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 秦胜伍

作者单位： 吉林大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 在隧道工程当中，绝大多数为岩质隧道。天然岩体中存在大量的裂隙，受裂隙控制与影响，岩质隧道经常发生塌方、涌水等灾害。本课题运用GIS技术，利用勘察阶段的地质资料及节理裂隙统计数据，构建隧道三维地理信息数据库。开发自主GIS软件平台，将不连续面三维网络模拟技术与GIS技术相结合，对隧道围岩的岩性特征、节理裂隙等情况进行三维模拟。基于GIS技术，运用矢量分析法对不稳定块体进行空间搜索，判定不稳定块体和可动块体。对于已构建的三维空间数据和不稳定块体等数据进行空间数据预处理，利用GIS三维拓扑技术进行三维模型空间离散化，对于离散化后进行空间数据挖掘，以筛选裂隙岩质隧道稳定性影响因素，判定裂隙岩质隧道围岩稳定性与各影响因素之间的内在关系。并根据空间数据挖掘所得到的经验与知识，利用数据挖掘理论中的预测模型，对裂隙岩质隧道施工期间的地质灾害进行智能化预测，从而更好的指导实际工程施工。

中文关键词： 地理信息系统；三维模拟；数据挖掘；灾害；预测

英文摘要： With the rapid devolopment of national economic, projects of tunnelling is flourishing. Among the tunnels mostly are rock tunnels, and there are lots of joint and crcak. Affected and controlled by crack, collapse and gushing water disasters offen happened. This project aims to build 3D geographic informaiton database based on GIS, using geological information and joint statistics data. In this project, a software will be developed and the surround rocks, joint and cracks will be simulated in three dimention. Using vector analysis method based on GIS to search unstable block,and detemind unstable block and moveable block, using 3D topology analysis to discrete the 3D model, using spatial data mining theory to find the key stability factors from the massive data, according to the knowledge acquained from data mining, using prediction model of data mining, the geological disaster during crack rock tunnel construction can be intelligently predict, and the construction canb be properly guieded.

英文关键词： Tunnel；GIS；3D simulation；data mining；disaster