基于地质横剖面的隧道工程三维地质建模方法研究

为直观准确地表达地质与隧道工程之间的相互关系,对三维地质与隧道的建模方法进行研究。首先,提出一种基于地质横 剖面轮廓线的归一化三维地质体模型重构方法; 然后,以已建立的三维地质模型为基础,对基于隧道横断面的三维建模及隧道与 地质模型合并过程中的模型切割、分层进行研究; 最后,开发基于断面的三维隧道地质建模及可视化系统。通过建模实例显示: 采 用本文的方法能够取得良好的三维地质及隧道建模效果,直观展示隧道与地层间的相互关系,较为丰富地展现隧道的内部细节。     

综合无人机、GIS、BIM技术的道路设计研究

基于无人机、GIS和BIM技术,利用倾斜摄影与激光雷达形成GIS数据、工程地质调绘数据、工程钻探数据等成果,快速建立地表真三维GIS、地质体模型与道路模型的信息融合体.采用自主研发的“智绘地质建模”软件,快速建立包含海量信息的地理地质模型;通过“智绘路基设计”软件将成果应用于道路辅助设计和BIM建模工作中,为工程设计提...     

太平隧道大型溶洞的三维地质建模方法研究

以某高速公路太平隧道项目为依托,运用FLAC3D作为一款专用的岩土工程数值分析软件,不仅拥有丰富的岩土本构模型,而且还提供了自定义本构模型的功能,在模拟岩土工程中的流固耦合、非线性大变形方面也有一定的优势。但是其前处理能力较弱,对于建立含有大型不规则洞室的三维地质模型往往比较困难,而ANSYS的前处理能力较强,正好可以弥补这一缺点,因此通过对太平隧道大型溶洞三维地质建模的研究,提出了以AutoCAD,Surfer和ANSYS为过渡平台的FLAC3D建模方法,并通过工程实例验证了这种建模方法的可行性和有效性。     

高速公路隧道的三维地质建模技术研究

本文介绍了高速公路隧道工程三维地质建模技术研究的有关技术问题,介绍了空间数据模型、建模要素和建模流程,分析并比较了各类方法和流程的优、缺点。基于离散光滑插值等技术,提出利用地质钻孔点、地质剖面线上的特征点和由特征点插值出剖面线上的点三者共同参与插值的方法,提出基于任意形状空间多边形生成地下隧道的方法,并解决任意地下隧道与地质体相互裁减的问题。最后以岭脚隧道工程为实例,建立包括地层信息、三维隧道、断层信息等地下结构的全景三维地质模型,将研究的三维地质建模技术进行实际工程应用,验证了方法的理论意义和应用价值。     

三维地质建模技术在公路地质调绘中的应用

以公路野外地质调绘资料为依据，分析了地质调绘地质数据特征，将地质调绘数据划分成空间属性、实体属性和表观属性三种类型；对前两种数据进行格式化进而建立虚拟钻孔和断层面，进行三维地质模型构建。以西宁高速工程可行性研究阶段地质调绘为例，深部地层以地质群组为单元划分地层界面，线位附近浅表地层以地调点和地质界线为依据，构建三维地质模型并对模型精度、建模效率和应用效果进行分析。由于地质调绘数据稀疏，在具体工点和局部细节上地质模型的几何精度存在一定误差；所建三维地质模型将地形地貌与地层岩性融合展示，精度能够满足公路地质选线的要求。     

三维地质建模在公路工程中的应用

三维地质模型具可视化、二三维联动、量测等功能，可有效提高地质资料编辑及分析使用效率。某高速公路研究区发育暗河与拟建高速公路相交，对公路工程建设带来较大安全隐患，利用三维地质建模及工程测量技术，查清了暗河的形态、规模，并提出了处治措施，规避工程风险；同时，三维地质模型为后续力学分析提供了有效的地质模型。     

郑万高铁不良地质三维建模与修正分析

为解决郑万高铁不良地质和特殊岩土工程地质三维模型的不充分性、地下地质现象的不可见性和地质过程的复杂性等问题，对地形测量、地质数据、测绘数据、地勘数据分析修正，建立地表地质界线、水系、交通网、覆盖层、透镜体小地质单元、岩溶系统的三维模型，通过地质与数学插值结合曲面三维模型模拟进行分析，对TIN、Grid、趋势面拟合和NURBS曲面插值和修正分析，得出描述地质不良体的几何信息、拓扑信息和属性信息。这些方法对于三维建模与修正分析过程中解析各种复杂地质体的空间信息（几何信息与拓扑关系）和各地质单元的特性信息具有一定的指导意义，符合复杂地质体表达与分析的需要，可为三维建模在工程地质边界表示与数据选取方面提供参考。     

基于Solidworks建模技术的工程有限元仿真分析

在工程有限元仿真分析中,现有的通用有限元分析软件有着各自的优缺点,而三维设计软件Solidworks具有超强的建模功能。笔者利用Solidworks的三维实体建模技术,以单洞四车道隧道为工程背景,建立了工程有限元仿真模拟现场的复杂模型,通过Solid-works与通用有限元仿真分析软件提供的通用数据格式,将隧道三维模型转换为有限元仿真分析网格模型。通过MIDAS/GTS计算出结果,验证了基于Solidworks建模技术应用于有限元仿真分析计算是切实可行的。     

HyperMesh及CAD技术在复杂洞室结构有限元建模中的应用

建立高质量的有限元模型是有限元分析计算的重要基础。基于HyperMesh与AutoCAD软件良好的交互作用,直接将含有复杂地形条件的岩土结构CAD图导入HyperMesh软件,利用其强大的几何建模优势,经过模型整理、几何清理、材料分区、网格划分等工序能有效地建立起高质量的有限元模型。该模型能直接运用于Abaqus软件分析计算而不必重新整理组集,提高了有限元软件的计算效率。以竖井结构开挖、衬砌为例的三维有限元建模过程表明,这种联合使用不同软件,发挥各自技术优势的建模方法,在复杂结构三维有限元建模中具有明显的优越性。     

边坡地质体三维模型及数值模型构建方法研究

利用GOCAD、CATIA和Hypermesh进行边坡地质体三维模型及其数值模型构建。首先利用GOCAD建立边坡地质体的地表面和地层分界面,然后将面模型导入CATIA中进行凸台操作和布尔操作实现三维实体模型的生成,最后在Hypermesh中对三维实体模型进行网格划分,并导入数值分析软件中,从而实现数值模型的建立。在新疆加郎普特边坡稳定性分析中应用该方法进行三维模型构建,结果表明该方法建模快捷可行。     

武广客运专线大瑶山隧道三维地表及地层建模武广客运专线大瑶山隧道三维地表及地层建模

为实现大瑶山隧道地表及地层的三维可视化,重点研究了工程中常用的AutoCAD格式的原始图形文件到地质建模软件所需的高效格式转换方法;以地表等高线和隧道地质剖面原始AutoCAD格式数据为基础,利用三维地质建模软件,建立了武广客运专线大瑶山隧道三维地表、地层和隧道模型。为今后隧道三维地层可视化的进一步研究与开发,奠定了良好的工作基础。     

基于BIM的道路地质地面信息模型构建及应用

基于BIM的道路全数字三维地质地面信息模型构建是实现道路工程BIM动态设计的关键。以北京市平谷区黄松峪山区某道路工程为例,将道路地质地面信息导入到Civil 3D中,利用Civil 3D的点、块、曲面、实体提取等功能,构建了三维地质地面信息基础模型并在此基础之上进行综合设计,实现了基于地质地面信息的纵断面设计、土石方计算等定量分析。结果表明,该方法可以初步解决道路设计中地质地面信息储存、管理、分析以及可视化的问题,为基于BIM的道路全数字化正向设计提供支撑。     

基于Kriging与逆向工程的复杂地质体FLAC3D建模技术与应用

基于改进的Kriging插值方法及逆向工程技术,提出一种复杂地质体三维模型构建新方法:采用Kriging插值方法,结合逆向工程技术的优势,快速获得地质体曲面模型,通过Fish语言编制的文件导入FLAC3D软件中,准确、快速构建复杂地质体三维模型。该建模方法在某工程的三维场地模拟中得到应用,并与理论计算进行对比,验证了该方法的可行性和有效性,同时三维模拟也可从不同角度,对比不同剖面的变形。     

隧道开挖支护质量3DZI检测技术及应用研究

为解决钻爆法隧道施工过程中隧道围岩及开挖支护质量难以快速、完整、准确检测的难题,通过对三维重建与全景展开图技术的融合与改进,提出基于3DZI技术(3D Reality and Deep Zoom Image)的隧道开挖与支护质量检测方法。通过用参数化流线与迹线方程构建网格化的设计轮廓曲面,建立三维轮廓与二维展开平面之间的映射关系,实现三维实景与平面全景展开图的信息协同与辨识;通过网格曲面法线方程与三维实景模型求交,实现对空间距离测量和体积估算,并生成净空偏差云图和断面图;通过求交修正后的网格曲面实现对图像无视差矫正拼接,生成高质量的全景展开图,用于还原记录围岩和初支表面情况,实现对表面物体长度和面积的测量。结果表明:该方法设备成本低且作业灵活,仅需在现场布置若干控制点后自由设站拍摄照片,可实现隧道围岩地质编录、超欠挖与初支工程量等量化检测,以及隧道塌方体积与大变形量的快速测定,并可揭示各项作业效果之间的因果关联性。工程现场应用表明:该方法检测结果能直观全面地反映隧道开挖支护效果及围岩地质情况,同时获得超欠挖分布规律和初支材料用量信息,可为隧道施工开挖与支护质量控制、动态设计提供可靠的信息化检测结果和依据。