地质体的几何特征

  连续型地质体的几何特征
  为叙述方便，可以将所研究的地质体称为总地质体，而将其内部按一定的研究、应用目的，遵照一定划分标准（如岩性、地质年代、构造等），划分成一系列不同类型的子地质体。
  地质体与工程密切相关，其研究范围与一般区域地质模型相比要小得多。连续型地质体在第四系中随处可见，所涉及的工程极为广泛，如基坑工程、市政工程、水文地质工程、港航工程等。图3.2为香港替换机场海底典型地层剖面，图3.3为北京市密怀顺平原某地质剖面图（魏加华，2001）。
  连续型地质体具有以下特征：
  (1)各子地质体在区域内是层状分布的。地层是在一定地质时期内所形成的层状岩石（含沉积物），层状岩石泛称为岩层，地层形成时是水平的或近于水平的。层状构造决定了数据将用层状子地质体进行组织。
  (2)各子地质体在区域内是连续分布的。各子地质体在研究区域内的分布范围可以是整个区域，也可以是其中的某些小区域。子地质体的边界只能是总模型的边界或尖灭处。因此，可以认为各子地质体在全区内是连续分布的，在有某子地质体分布的子区域，该子地质体具有一定厚度，而在没有该子地质体分布的子区域厚度为零。
  (3)各子地质体均由上、下两地层界面封闭而成，上、下层在水平面上的投影完全重合。子地质体的边界只能是垂直于水平面的，或其厚度为零。因此，上层界面上的任意点均可在下层界面上找到相应的点，上层界面上的任意多边形（如三角形）也可在下层界面上找到相应的多边形。
  (4)在研究范围内，任一平面点P(x，y)，在上层界面或下层界面上对应的Z值是惟一的。这一条件保证上、下层界面可以通过插值获得。对于包含其他子地质体的子地质体可以划分成多个子地质体，从而满足这一条件。
  (5)相同性质的子地质体可能重复出现。例如，根据岩性进行地质体划分时，相同岩性的子地质体可能在不同深度出现，相同岩性的子地质体之间有一层或多层具有其他岩性的子地质体。

  非连续型地质体的几何特征
  非连续型地质体一般指断裂岩体，根据破裂岩石的相邻岩块相对位移的程度分为节理和断层两大类。断裂两侧岩块沿破裂面无明显相对位移的断裂构造称为节理，而断裂两侧岩块沿破裂面有明显相对位移的断裂构造称为断层，断层往往是节理进一步发展而成的。对于三维建模而言，节理岩体与断层岩体可以使用同一构模方法。
  非连续型地质体具有以下特征：
  (1)岩层子地质体是层状分布的，由两个平行或近于平行的界面所限制。
  (2)研究区域内存在一条或多条断裂，使得地质体不再连续分布。由于断裂两侧的岩体可能发生了相对位移，断裂岩体失去了插值意义上的连续性。因此，处理断裂岩体时，必须根据断裂切割情况将地质体划分成子块体，然后独立地进行数据处理。
  (3)断裂具有一定的宽度，可以作为特殊块体。断裂一般呈平面或上凹的铲状分布，可以用平面或二次曲面来模拟。
  (4)在同一子块内，任一平面点P(x，y)，在上层界面或下层界面上对应的Z值是惟一的。这一条件保证上、下层界面可以通过插值获得。对于包含其他子地质体的子地质体可以划分成多个子地质体，从而满足这一条件。
  (5)子地质体由上、下层面、断裂面、边界面封闭而成。当然也可以有地层在子块体内部尖灭的情形出现。

  褶皱地质体的几何特征
  褶皱形态是多种多样的，根据轴面产状，结合两翼产状特点可分为：
  (1)直立褶皱：两翼岩层倾向相反，倾角大致相等，轴面直立。
  (2)斜歪褶皱：两翼岩层倾向相反，倾角不等，轴面倾斜。
  (3)倒转褶皱：两翼岩层向同一方向倾斜，一翼地层层序正常（正常翼）另一翼地层层序倒转（倒转翼）轴面倾斜。
  (4)平卧褶皱：两翼岩层产状和轴面产状均接近于水平，一翼地层层序正常，另一翼地层层序倒转。

  褶皱岩体具有如下特征：
  (1)岩层不再呈近似水平层状分布，可以呈垂直层状、倾斜层状分布。这样的分布特点使得地层的层序发生了变化，在同一模型中，层序是不一致的。层序不一致就无法像表面构模～样处理地层之间的裁剪问题了。
  (2)平面上一点P(z，y)，在上层界面或下层界面上对应的Z值不再惟一。
  因此，地层界面不能是插值曲面，构造地层界面只能通过从断面中获取轮廓线来形成。
  (3)褶皱岩体中可能还有断裂出现。断裂的出现无疑增加了构模的复杂性，在构模中，断裂一般被当作一个薄块体。