CAD繪制圓形洞室展示圖的初步實(shí)現

摘要：根據《水利水電工程施工地質(zhì)規范》，圓形洞室的展示圖是從洞室軸線(xiàn)切開(kāi)并展開(kāi)的俯視圖，由于延平面展布的結構面在展示圖上表現的并不是直線(xiàn)(除非結構面與洞軸線(xiàn)垂直，但這種結構面極少見(jiàn))，而且不同產(chǎn)狀的結構面在展示圖中的曲線(xiàn)均不相同，手工繪制時(shí)很難掌握，以往的工作中多是憑借經(jīng)驗和空間概念去模擬繪制，其精度和美觀(guān)程度都不甚理想。

關(guān)鍵詞：CAD 繪制 圓形洞室 展示圖

1 引言

根據《水利水電工程施工地質(zhì)規范》，圓形洞室的展示圖是從洞室軸線(xiàn)切開(kāi)并展開(kāi)的俯視圖，由于延平面展布的結構面在展示圖上表現的并不是直線(xiàn)(除非結構面與洞軸線(xiàn)垂直，但這種結構面極少見(jiàn))，而且不同產(chǎn)狀的結構面在展示圖中的曲線(xiàn)均不相同，手工繪制時(shí)很難掌握，以往的工作中多是憑借經(jīng)驗和空間概念去模擬繪制，其精度和美觀(guān)程度都不甚理想。

汾河二庫是山西省重點(diǎn)工程，其配套工程供水發(fā)電洞是耗資二千萬(wàn)元的大型工程，該隧洞全部位于奧陶系下統的冶里組(O1Y)和亮甲山組(O1L)的白云巖地層中，除進(jìn)出口各10米為方形外，其余均為標準的圓形洞室，洞徑4.8米，全長(cháng)400米，坡降3%。主要結構面有巖層、斷層、緩傾破碎帶、裂隙、溶層等。要用CAD將這些結構面在平面上表現出來(lái)，我們的工作步驟是：建立幾何模型à 解線(xiàn)性方程組à 編制程序計算并形成坐標數據文件à 用LISP編制程序繪制曲線(xiàn)。

2 幾何模型的建立

根據野外工作經(jīng)驗，我們建立如右圖的幾何模型，坐標軸Z軸與隧洞左壁腰線(xiàn)重合，X軸為水平向，Y軸為垂直向，結構面與Z軸交點(diǎn)為已知，可通過(guò)測量得到。a，b兩點(diǎn)隨結構面產(chǎn)狀的不同而變化。這樣的模型既便于野外測量、描述工作，又便于計算和轉化。

隧洞方程為(x-r)2 y2=r2 其中(r為洞半徑)

結構面的方程為 a'x b'y c'=z。

3 解線(xiàn)性方程組，確定結構面參數

通過(guò)解以下線(xiàn)性方程組，可以確定結構面的參數a’，b’，c’，只是須注意的一點(diǎn)是：

× =

根據結構面產(chǎn)狀確定參數時(shí)，如果洞軸線(xiàn)有一定傾角時(shí)，結構面的傾角

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