Методическое пособие по выполнению самостоятельной работы студентов: «Построение наглядного изображения участка топографической поверхности»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный горный университет»

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

По выполнению самостоятельной работы студентов по дисциплинам: «Инженерно-геологическая графика», «Начертательная геометрия» и «Нач.геом, инж. и комп. графика»

«Построение наглядного изображения участка топографической поверхности»

Для студентов геологоразведочных специальностей

Екатеринбург 2020

Аннотация

Методические указания содержат рекомендации по компоновке, содержанию и последовательности графического построения блок-диаграммы участка топографической поверхности с выходом пласта месторождения с позиций системного понимания графических моделей и ее объемного изображения.

Авторы: Бабич В.Н., д.т.н., доцент кафедры инженерной графики; Насолдина Е.Ю., старший преподаватель кафедры инженерной графики.

Общие положения

Методические указания содержат практические рекомендации/указания по графическому построению геометрических моделей на основе использования проекций с числовыми отметками, и его наглядного изображения.

Такой подход определяет особенность геометрического, т.е. мысленного моделирования изображаемого объекта как системы взаимосвязанных объемов, представление о которых складывается в сознании в результате обязательного конструктивного анализа, производимого по заданной топографической поверхности.

Для графического моделирования объекта его геометрической модели принято, для геологических специальностей, использовать проекции с числовыми отметками, построение вертикальных разрезов, а также построение аксонометрической проекции.

Таким образом, искомая блок-диаграмма представляется как результат геометрического моделирования изображаемого объекта. Графическая работа выполняется на четырёх листах формата А3 (420х297).

СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

Работа выполняется на четырех форматах А3 (420х297) в карандаше. Исходным условием для работы являются:

• план топографической поверхности участка земной поверхности;
• индивидуальный номер задания пласта полезного ископаемого.

Студент выполняет свой вариант, соответствующий его номеру в групповом журнале.

В ОБЪЕМ РАБОТЫ ВХОДИТ:

Лист 1 формат А3(420х297)

• построение линии выхода пласта на топографическую поверхность;
• построение прямого разреза (вкрест простирания).

Лист 2 формат А3(420х297)

• построение линии среза топографической поверхности горизонтальной плоскостью H157,5 на плане;
• построение профилей (вертикальных разрезов EK; FH).

Лист 3 формат А3(420х297)

• построение профилей (вертикальных разрезов AB; BC и CD; DA).

Лист 4 формат А3(420х297)

• построение указанной стандартной аксонометрической проекции топографической поверхности ограниченной осями ABCD; горизонтальной плоскостью H120 с линиями пересечения пласта полезного ископаемого с вертикальными разрезами AB; BC; CD; DA; EK; FH и линии пересечения профилей с топографической поверхностью.

I. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Построение линии выхода пласта на поверхность – Лист 1.

Построить плоскость кровли пласта на топографической поверхности (приложение 5) плана по исходным данным (см. таблицу 1): точки G(x;y;z), азимута падения, интервала плоскости l

и

.

На плане наносим декартову систему координат, ось Х которой расположена вертикально в северном направлении и совпадает со стороной AD квадрата ABCD, ось Y горизонтально с совпадающей перпендикулярной стороной АВ квадрата ABCD в западном направлении.

Построение плоскости кровли на плане

:

• в удобном месте строим линию падения плоскости (масштаб заложения), совпадающую с азимутом падения кровли пласта под заданным углом;
• через построенную точку G проводим прямую перпендикулярную к построенной линии падения плоскости, которая является горизонталью кровли пласта с высотной отметкой координаты Z точки G;
• с помощью заданного интервала плоскости задаем плоскость кровли пласта масштабом заложения. Интервал плоскости – это расстояние между проекциями соседних целочисленных значений горизонталей плоскости;
• на полученном масштабе заложения плоскости строим горизонтали, высотные отметки которых совпадают с высотными отметками изогипс заданной топографической поверхности;
• плоскость следует задавать горизонталями с соответствующими высотными отметками;
• точки, принадлежащие искомой линии пересечения, находятся на пересечении соответствующих линий (изогипс и горизонталей) имеющих одинаковые высотные отметки;
• полученные общие точки последовательно соединяем кривой линией (красного цвета).

Нижняя плоскость пласта (подошва)

Нижняя плоскость пласта (подошва) задается тем же масштабом заложения, что и кровля, верхняя плоскость пласта и отстоит на плане от плоскости кровли в сторону повышения высотных отметок на расстоянии равном горизонтальной мощности кровли пласта. Горизонтальная мощность пласта задается на чертеже расстоянием между горизонталями кровли и подошвы с одинаковыми высотными отметками.

Построение плоскости подошвы на плане

:

• в удобном месте строим линию падения плоскости (масштаб заложения), совпадающую с азимутом падения кровли пласта;
• через построенную точку G проводим прямую перпендикулярную к построенной линии падения плоскости с высотной отметкой Gz;
• от точки пересечения отложить, по направлению восстания плоскости, расстояние равное горизонтальной мощности НГ (см. таблицу 1);
• с помощью заданного интервала плоскости задаем плоскость подошвы пласта масштабом заложения;
• на полученном масштабе заложения плоскости строим горизонтали, высотные отметки которых совпадают с высотными отметками изогипс заданной топографической поверхности;
• точки, принадлежащие искомой линии пересечения, находятся на пересечении соответствующих линий (изогипс и горизонталей) имеющих одинаковые высотные отметки;
• полученные общие точки последовательно соединяем кривой линией (синего цвета).

2. Построение линии среза топографической поверхности горизонтальной плоскостью h157,5 на плане – Лист 2

• проводят ряд кратчайших прямых линий (перпендикуляры) между соседними изогипсами 155 и 160;
• количество прямых, необходимых для построения изогипсы H157,5 определяется самостоятельно в зависимости от конфигурации рядом лежащих изогипс;
• полученные прямые делятся пополам, и найденные точки последовательно соединяют плавной кривой линией.

3. Построение прямого разреза (вкрест простирания) – Лист 1.

Построение прямого разреза (вкрест простирания) на листе 2 выполняется по следующему алгоритму

:

• на плане нужно строить вертикальную плоскость/профиль, перпендикулярную к горизонталям пласта проходящую через одну из осей ABCD и пересекающую план;
• на полученном прямом разрезе находим местоположение осей ABCDEKFH;
• прямой разрез ограничивается горизонтальной плоскостью H120, совпадающей на чертеже с осью X1, верхней линией пересечения прямого разреза с топографической поверхностью;
• для построения на профиле (вертикальном разрезе) кровли пласта используется заданная точка G которая по горизонтали переносится на плане на ось Х1;
• находим (на профиле) по высотной отметке (координате Z) точку G через которую проходит кровля пласта. Уклон плоскости задается отношением 1:1,8. Для уменьшения графической ошибки это отношение увеличиваем в 10 раз;
• для построения подошвы, отложить от кровли горизонтальную мощность НГ;
• от полученной точки провести параллельную кровли пласта прямую (подошва пласта) продлить её до отметок точек пересечения осей ABCDEKFH
  

  

  ;

• отметить вертикальную мощность пласта НВ;
• места пересечения следов кровли и подошвы с профилем отметить красным и синим цветами соответственно.

4. Построение вертикальных разрезов/профилей определяемых вертикальными осями AB; BC; CD; DA; EK; FH – Листы 2 и 3:

Построение вертикальных профилей выполняется аналогично разрезу вкрест простирания. Пример построения показан на рисунках 8, 9, 10, 11, 12 и 13.

Для построения подошвы от прямой следа плоскости кровли пласта откладывают (вниз вдоль оси Z) вертикальную мощность НВ, взятую с разреза вкрест простирания, и проводят прямую, параллельную следу плоскости кровли.

Компоновка на форматах:

• Профили, определяемые осями EK и FH, располагаются в правой части формата на листе 2 друг под другом, и ограничиваются горизонтальной плоскостью H120.
• Профили, определяемые осями AB; CD, располагаются друг под другом, ограничиваются горизонтальной плоскостью H120.
• Профили, определяемые осями BC; DA, располагаются друг под другом, ограничиваются горизонтальной плоскостью H120.

,

,

,

,

,

II. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ АКСОНОМЕТРИЯ. СТАНДАРТНЫЕ АКСОНОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОЕКЦИИ (лист 4)

Аксонометрию используют в тех случаях, когда требуется дать более наглядное изображение. Слово «аксонометрия» буквально означает «измерение по осям».

АКСОНОМЕТРИЯ – параллельная проекция объекта, когда на плоскости чертежа изображается объект вместе с нанесённой на ней прямоугольной декартовой системой координат. Если задать направление проецирования параллельно одной из координатных осей будет утрачено основное преимущество аксонометрии – наглядность.

В зависимости от коэффициентов искажения по аксонометрическим осям, аксонометрию называют изометрией (kX=kY=kZ), диметрией (kX = kZ ≠ kY) и триметрией (kX ≠ kZ ≠ kY).

Прямоугольная аксонометрия получается, если направление проецирования S перпендикулярно картинной плоскости П

.