Creación y modificación de un modelo geológico

Transcripción

1 Manual de Ingeniería No. 39 Actualización: 11/2017 Creación y modificación de un modelo geológico Programa: Archivo: Estratigrafía Demo_manual_39.gsg Introducción El objetivo de este manual de ingeniería es explicar cómo trabaja el programa "Estratigrafía". El principio del modelado es la creación de un modelo geológico según los datos de un estudio geológico. En condiciones geológicas más sencillas, el modelo se crea automáticamente a partir de todas las perforaciones y ensayos de campo, que se llevaron a cabo en el sitio de construcción. En condiciones más complejas, a veces es necesario modificar un modelo generado para que coincida con el estado real o la idea del geólogo. Puede hacerse usando modificaciones en las capas del suelo (expandiéndose, fusionándose, dividiéndose) o creando diversas anomalías geológicas (lentes de suelo, fallas geológicas...). Este manual está enfocado en estas modificaciones El modelado del ejemplo utilizado en este manual, toma menos de una hora. El resultado es un modelo que se muestra en la siguiente imagen. Modelo geológico final El proceso se describe paso a paso. Para una comprensión adecuada del proceso de modelado, recomendamos crear un ejemplo de forma independiente. Para verificar el modelo creado, puede

2 usar el ejemplo de demostración demo_manual_39.gsg, que es parte de la instalación del programa "Estratigrafía". Creación de un modelo de terreno La creación de un modelo de terreno digital es el primer paso para la mayoría de las tareas. El modelo digital del terreno se crea en las dimensiones del sitio de construcción desde los puntos de terreno ingresados. El terreno se genera automáticamente después de cada cambio sobre los puntos ingresados. La forma del terreno también está influenciada por las pruebas de campo con una coordenada z definida. En este ejemplo, se muestra la pendiente modelada a partir de seis puntos. Las coordenadas a ingresar en el cuadro Puntos del terreno son las siguientes: [0, 0, 0], [0, 10, 0], [7, 0, 3], [7, 10, 3], [20, 0, 5], [20, 10, 5]. Cuadro Puntos del terreno Terreno con suavizado intermedio 2

3 La forma del modelo puede verse muy influenciada al suavizar las superficies entre los triángulos. El suavizado se ingresa en el cuadro "Configuración". El modelo anterior fue diseñado para suavizado "Intermedio". Cuadro Configuración Si el suavizado está configurado como "Ninguno", el modelo se ve de la siguiente manera: Terreno sin suavizado Un suavizado mayor permite crear modelos más realistas, pero la generación puede ser más lenta en caso de una mayor cantidad de capas. A veces, para un modelo más grande, se recomienda crear un modelo completo sin suavizar y activarlo cuando se crean documentos de salida o secciones transversales. Luego, antes de pasar al modelo geológico, Ingresamos los suelos en el cuadro Suelos según corresponda. Cuadro Suelos 3

4 Modelo geológico con capas horizontales Vamos a crear un modelo geológico con capas horizontales según la siguiente imagen: Primero, ingresamos un ensayo de campo (tipo perforación) en el cuadro "Ensayo de campo" - Las coordenadas del ensayo de campo y las capas de suelo son obvias desde el siguiente cuadro de diálogo: 4

5 Entrada de Perforaciones Los suelos también se pueden agregar en esta ventana presionando el botón Añadir en el marco Capas de sonde. El perfil de prueba y las perforaciones se crean automáticamente a partir del ensayo de campo (tipo: Perforación). Luego vamos al cuadro "Modelo geológico", donde se genera el modelo requerido (si fue seleccionada generación manual en el cuadro "Configuración", es necesario utilizar el botón "Generar"). La creación manual es apropiada especialmente para modelos más grandes, o cuando se trabaja en computadoras menos potentes. 5

6 Modelo generado Para una vista más clara, es apropiado ingresar una sección transversal en el cuadro "Secciones transversales" - coordenadas de los puntos [x, y]: [0, 5], [20, 5] 6

7 Visualización del modelo utilizando sección transversal Es necesario cambiar la configuración del gráfico para mostrar una sección transversal ingresada: Cuadro"Modelo Geológico" - Configuración de gráficos Modelo geológico con capas siguiendo el terreno Ahora creamos un modelo geológico con capas siguiendo el terreno. El procedimiento de modificación es evidente a partir de la siguiente imagen: es necesario ingresar nuevas perforaciones en los límites del sitio de construcción. 7

8 En el cuadro "Modelo Geológico", seleccionar una perforación y definir nuevas perforaciones en los puntos [0, 5], [20, 5] (utilizando los botones "Añadir gráficamente" o "Añadir textualmente"). Es necesario seleccionar primero una perforación. Si no se selecciona la perforación, las perforaciones nuevas no serán copias de la perforación "BH1" sino que se corresponden al modelo geológico ya generado. Entrada gráfica de una nueva perforación 8

9 En el cuadro de diálogo "Nueva perforación, se puede ver, que los datos de la nueva perforación se copian de la perforación "BH1". Las nuevas perforaciones están ubicadas a [0, 5] y [20, 5]. Y así creamos el modelo. Cuadro de diálogo "Nuevo ensayo de campo (perforación)" Modelo final 9

10 Sitio de construcción Bordes Borde Activo En primer lugar, activar la Visualización de Suelos" en la configuración de gráficos. cuadro "Modelo Geológico" - Configuración de gráficos Los bordes del modelo se crean solo a partir de las perforaciones auxiliares en las esquinas del modelo: las capas son casi rectas en los bordes del modelo. Modelo geológico con capas rectas en los bordes 10

11 Cambie al cuadro "Sitio de construcción" e ingrese un "Borde activo" de 1 m. El borde activo es rojo. Borde Activo en el cuadro "Sitio de Construcción" La Perforación "BH1" no es un borde activo, por lo que el modelo generado permanece igual. Vaya al cuadro Modelo Geológico, seleccione perforación BH1, y agregue dos nuevas perforaciones "BH1 (4)" [5; 0.5] y"bh1 (5)" [5; 9.5] utilizando el botón "Añadir textualmente". Entrada de nuevas perforaciones dentro de la zona activa Ambas perforaciones están dentro de la zona activa. La línea amarilla en la superficie del terreno muestra el camino de creación de las perforaciones auxiliares. 11

12 Modelo Final El modelo en los bordes ha cambiado significativamente. Ahora es igual la sección transversal en el medio. Cuando modelamos una construcción real, es razonable ingresar un borde activo que alcance los puntos más cercanos y las perforaciones desde el borde del sitio de construcción. Edición de capas de suelo Ahora modificamos la capa verde para ampliar los bordes del modelo. Usamos el cuadro de diálogo "Editar perforación". Realizamos las mismas modificaciones para las perforaciones BH1 (2) y BH1 (3): aumentamos el grosor de la capa verde de 1 a 3m y reducimos el grosor de la capa azul de 2 a 1m. 12

13 De esta manera modificamos el modelo. Cuadro "Editar Perforación" Modelo modificado 13

14 Creación de lente de suelo Ahora modelamos "lentes de suelo" según la siguiente figura. En el cuadro "Modelo geológico", creamos un contorno de lente a partir de varias perforaciones nuevas, [S, S (2)... S (6)] que corresponden al perfil ya creado. Presionamos el botón "Añadir textualmente", sin seleccionar ninguna perforación de la tabla. Las coordenadas de las perforaciones son [5.7, 5], [9, 8], [13, 8], [17, 5], [13, 2], [9, 2] En el cuadro Nueva perforación, se muestra la información sobre la creación de la nueva perforación. En nuestro caso, se muestra la descripción Las capas son generadas a partir del modelo geológico. Si la información es diferente (copiamos otra perforación), es posible cambiarla presionando el botón Cambiar estado. Nuevas perforaciones creadas correspondientes al modelo geológico generado 14

15 Ubicación de las nuevas perforaciones Luego, definimos una nueva perforación en el medio de la lente (coordenadas: [11, 5]) e ingresamos una nueva capa de tierra (roja), con un espesor de 0,5 m, usando el botón "Insertar (antes de 3) ". Reducimos el espesor de la capa marrón (debajo de la capa recién ingresada) en 0,5 m para mantener el modelo sin cambios. Después de añadir esta perforación se mostrará en rojo y como no activa, ya que no es compatible con las otras perforaciones. Entrada de la nueva perforación en el medio de los lentes de suelos 15

16 Ubicación de las perforaciones en el medio de los lentes de suelo Modificamos esta perforación - ingresamos una capa roja con grosor cero en la perforación maestra (siempre del lado derecho). Esta capa se transfiere a todas las demás perforaciones. Creación de Perforaciones compatibles 16

17 Creación de Perforaciones compatibles De esta forma se genera la lente del suelo. Para una mejor visualización agregamos una nueva sección con las coordenadas [10; 0], [10; 10]. Modelo final con lentes de suelo 17

18 Creación de una nueva capa dentro del modelo Queremos dividir la capa azul del ejemplo anterior en dos capas: azul y azul oscuro. La división y fusión de capas es común principalmente debido a cambios de los parámetros del suelo en profundidad. En el cuadro "Modelo geológico", editamos la perforación principal - Primero, dividimos la capa azul utilizando el botón Dividir (Número 1)", y luego, cambiamos nueva capa inferior a azul oscuro utilizando el botón "Cambiar el suelo (Número 2)". Cuadro de diálogo "Editar perforación principal" - Modificación de perforación 18

19 Cuadro de diálogo "Editar perforación principal" - Luego de la modificación 19

20 Luego de generar el modelo, la capa ha cambiado. Modelo final 20

21 Modelado de fallas El objetivo de este ejemplo es modelar una falla geológica que atraviesa el sitio de construcción. En el lado izquierdo del sitio de construcción, el subsuelo está creado por un suelo amarillo con un espesor de 3 m, las demás capas están debajo de esta capa. Ingresamos una nueva perforación "ZZ" (coordenadas: [3.3, 5]) y agregamos la capa de suelo amarillo (espesor 3m) utilizando el botón "Insertar (antes de 1)". Entrada de suelo amarillo en la nueva perforación generada Seleccionamos esta perforación y la copiamos a lo largo de la supuesta falla geológica - las perforaciones ZZ (2) - ZZ (5) se crean con coordenadas [3.0, 0.7], [3.1, 3.0], [3.4; 7.3], [3.5; 9.6]. Luego, seleccionamos la perforación original "BH1" y la copiamos al lado de las perforaciones recién creadas ZZ ZZ (5) - Las perforaciones VV VV (5) son creadas los desplazamos por 0.1 m a través de las perforaciones "ZZ" a coordenadas [3.1, 0.7], [3.2, 3.0], [3.4, 5], [3.5, 7.3], [3.6, 9.6]. Se muestran las dos líneas de nuevas perforaciones en la siguiente imagen. 21

22 Entrada de nuevas perforaciones creando la falla Ahora aseguramos la compatibilidad entre las perforaciones: ingresamos a la capa de suelo amarilla con espesor cero en la perforación maestra. Edición de perforaciones incompatibles ZZ 22

23 Después de generar del modelo, se crea la falla geológica. Sin embargo, la parte frontal del modelo no es correcta. Modelo final con capa amarilla inclinada Podemos modificar las capas de la perforación"bh1 (2)" (coordenadas: [0, 5]), pero por simplicidad la dejamos caer del modelo (la perforación no está activa). Cambio de la perforación BH1 (2) a inactiva 23

24 El modelo fue creado. Modelo final Conclusión En el modelo creado, mostramos un trabajo con el programa "Estratigrafía". Aunque este documento no describe todas las herramientas que el programa permite, creemos que es suficiente para una comprensión básica. Otro tema importante para la correcta creación del modelo geológico es el trabajo con las pruebas/ensayos y su posterior interpretación; está incluido en el manual de ingeniería anterior No