Информационное моделирование результатов инженерно-геологических изысканий

Создание информационной модели геологического строения площадки выполняется посредством программ геологической линейки КРЕДО – ГЕОЛОГИЯ, ГЕОСТАТИСТИКА, ГЕОКОЛОНКА и ГЕОКАРТЫ.

Используя эти системы, специалист получает полноценную цифровую модель геологического строения местности для применения ее при проектировании различных объектов, а также набор выходной документации (различные ведомости и чертежи).

Решаемые задачи:

• Ведение базы данных исходных выработок.
• Определение физико-механических и химических свойств грунтов.
• Выделение инженерно-геологических элементов по заданным параметрам.
• Создание ведомостей статистической обработки характеристик грунтов.
• Создание моделей геологического строения местности и выпуск чертежей произвольных геологических разрезов и профилей линейных объектов.
• Формирование чертежей геологических колонок, схем расположения выработок.
• Формирование чертежей инженерно-геологических карт.
• Обработка данных полевых испытаний грунтов.
• Подготовка данных для передачи в другие системы комплекса КРЕДО.
• Использование XML (GeoSciML) формата для обмена данными по инженерно-геологическим выработкам.

Исходными данными для создания ЦММ могут быть различные источники – это проекты, выполненные в линейке программ CREDO III; данные текстовых форматов; данные, полученные из программ CREDO MIX, CREDO TER; AutoCad; данные из продуктов MapInfo и Панорама; растровые изображения; XML-файлы. Помимо этого, могут использоваться данные космоснимков, как на некоммерческой основе (Google Maps, Bing), так и на коммерческой – Экспресс Космоснимки (ИТЦ «Сканэкс») (рис. 1).

Рис. 1. Использование космоснимков в качестве исходных данных

Без внимания не останутся и данные лазерного сканирования (наземное, воздушное или мобильное), которое активно развивается и используется в настоящее время, и позволяет получить реалистичную картину изучаемой местности (рис. 2.). Обрабатывая данные лазерного сканирования в системе КРЕДО 3Д СКАН, пользователь имеет возможность выделить рельеф местности, проредить точки и передать эти точки облака в модель, которую инженер-геолог сможет использовать в качестве плана для привязки скважин.

Рис. 2. Использование данных лазерного сканирования

При помощи систем геологического направления комплекса КРЕДО осуществляется ввод данных по исходным выработкам, включающим литологическое описание колонки, гидрогеологические характеристики, результаты опробования и др. Системы КРЕДО позволяют моделировать вертикальные инженерно-геологические выработки неограниченной глубины, содержащие максимально широкую структуру исходных данных и разнообразную семантическую информацию. Выработки могут создаваться с абсолютной привязкой устья, с одновременной привязкой к трассе или без координат устья в плане. Способ привязки не влияет на доступность выработок для ввода и редактирования данных. При необходимости можно уточнить положение скважин по пикетажу любого линейного объекта. Вид отображения выработок в плане, в окне колонки и на разрезе, а также состав информации по выработкам определяет пользователь с помощью объектов геологического классификатора.

Кроме ручного ввода информации также поддерживается и импорт данных через GeoSciML-конвертер, что значительно сокращает время на обработку информации и снижает трудозатраты специалиста.

Благодаря гибкому геологическому классификатору и настраиваемому интерфейсу пользователя система КРЕДО ГЕОСТАТИСТИКА позволяет выполнять различные варианты расчетов физико-механических и химических свойств грунтов на основании исходных данных грунтовой лаборатории и буровых журналов. Расчеты производятся по методикам, соответствующим принятым нормативным документам и с учетом особенностей регионов. На основании полученных свойств грунтов система позволяет классифицировать грунты согласно ГОСТ 25100 и выделять ИГЭ в соответствии с настройками пользователя.

Исходные данные в систему можно импортировать непосредственно из различных источников посредством XML-файлов.

Система позволяет выпускать отчетную документацию в виде различных таблиц, ведомостей и чертежей, а также сохранять данные для дальнейшего использования в других системах комплекса КРЕДО.

Система КРЕДО ГЕОЛОГИЯ предусматривает возможность работы с различными типами исходных данных: геологическими скважинами, списками грунтов, различными топографическими подосновами, созданными в других системах КРЕДО: ТОПОПЛАН, ЛИЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ, ДОРОГИ. ГЕНПЛАН.

Это позволяет специалисту-геологу, в зависимости от поставленных задач, подготовить для смежных специалистов различные варианты геологического строения: плоскую модель для линейных топографических объектов, полосную модель для трасс автомобильных дорог, объемную геологическую модель площадки или полосы изысканий.

В системах КРЕДО: ТОПОПЛАН, ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ, ДОРОГИ, ГЕНПЛАН объемная геологическая модель используется для анализа геологического строения существующих и проектируемых объектов, расчета объемов вынимаемых грунтов и выпуска различных чертежей, в том числе чертежей продольных и поперечных профилей различных линейных объектов с данными по геологическому строению и гибкой настройкой вида представления геологической информации на чертеже.

Чертежи геологических разрезов, схемы разрезов и выработок, ведомости с геологической информацией создаются в системе КРЕДО ГЕОЛОГИЯ. В качестве исходных данных при этом используются инженерно-геологические выработки и разрезы, топографическая подоснова, а также трасса линейного объекта, продольные и поперечные профили линейного объекта.

В системе настраивается внешний вид различных элементов чертежа: масштаб, границы слоев, литология, опробование, подписи и т.д. Готовый чертеж может быть отправлен на печать, сохранен в формате DXF или во внутреннем формате. С системами комплекса КРЕДО поставляется большой комплект материалов: библиотеки объектов и шаблонов, обеспечивающие автоматизированное формирование и выпуск основных выходных документов.

Полученные материалы составляют единую информационную структуру объекта и используются смежными специалистами при проектировании.

Для создания чертежей геологических колонок предназначена система КРЕДО ГЕОКОЛОНКА. Она может работать как самостоятельный программный продукт, так и в составе системы КРЕДО ГЕОЛОГИЯ. Исходные данные для чертежа могут быть переданы в систему из любого программного продукта инженерно-геологической линейки комплекса КРЕДО с помощью файлов открытого обменного формата.

При наличии данных статического или динамического зондирования грунтов система позволяет определить несущую способность и физико-механические характеристики грунтов.

Фрагменты чертежа формируются пользователем на свое усмотрение: формат и заголовок колонки, состав, порядок расположения, размеры и индивидуальные настройки столбцов и подвала, виды штампов и данные для их заполнения.

Для выходных документов в системе используются готовые шаблоны, созданные в соответствии с нормативными требованиями. При этом пользователь может редактировать шаблоны, существующие в библиотеке, а также создавать и сохранять новые с учетом требований своей организации.

Для комплексного оформления геологического отчета чертеж колонки экспортируется в другие офисные и графические системы.

Рис. 3. Создание инженерно-геологических разрезов

Для построения, редактирования и выпуска инженерно-геологических карт по заданным параметрам предназначена программа КРЕДО ГЕОКАРТЫ. Аналогично системам КРЕДО ГЕОКОЛОНКА и КРЕДО ГЕОЛОГИЯ она может работать как самостоятельный программный продукт, так и в составе этих систем.

Созданная в системе объемная геологическая модель позволяет получить прогноз геологического строения в любой точке площадки в пределах границ изысканий и является источником данных для создания дополнительных инженерно-геологических материалов: планов опробования, изогипс, гидроизогипс, карт кровли и подошвы литологических или стратиграфических слоев.

Кроме этого, в программе КРЕДО ГЕОКАРТЫ доступна 3D-визуализация исходных инженерно-геологических выработок, геологического строения вертикальных срезов, скрытых и дополнительных геологических поверхностей, инженерно-геологических карт среза.

В результате построений специалист получает комплексную 3D-визуализацию ЦММ и геологического строения площадки, может оценить всю полноту картины и сделать верное заключение по выполненным изысканиям (рис. 4.).

Рис. 4. Комплексная 3D-визуализация ЦММ и геологического строения площадки

Рис.5 Подготовка модели для передачи в стороннее программное обеспечение  

На этом жизнь объемной геологической модели не заканчивается. Модель передается далее в программы для трехмерного моделирования и расчета устойчивости фундаментов.  На текущий момент это программы Model Studio и КРОСС (рис. 5).

В результате в системе Model Studio проектировщик получает полноценную модель, на которой он видит не только то, что находится на поверхности, но и под землей (рис. 6.). А система КРОСС позволяет выполнить расчеты устойчивости фундаментов зданий и сооружений, опираясь на данные геологической модели.  В совокупности цифровая модель местности и геологическая информационная модель поможет специалисту принять наиболее верное проектное решение.

Рис. 6. Результат работы в Model Studio

Все системы и программы, входящие в инженерно-геологическую линейку комплекса КРЕДО, имеют гибкие настройки структур данных, методов расчета и обработки, состава и стилей оформления текстовых и графических выходных материалов, большой комплект материалов, обеспечивающих автоматизированное формирование основных выходных документов. Обмен данными между системами прост и эффективен и осуществляется посредством файлов открытого формата. Все системы КРЕДО работают в единой информационной оболочке, что упрощает работу пользователя и исключает необходимость переключения между системами.

Использование геологической информации, подготовленной с помощью программного комплекса КРЕДО, существенно повышает качество принимаемых проектных решений.