基于Nurbs的公路隧道三维建模方法

针对Web端公路隧道三维可视化研究较少且现有隧道三维建模方法对非直型隧道适应性差的不足,提出一种基于非均匀有理B样条Nurbs的公路隧道三维建模方法,增强了隧道三维建模的适应性、扩展性和灵活性。试验表明,该方法能够高效地建立多种类型的三维隧道模型,且能够很好支持Web端的三维可视化,满足了隧道三维建模的高效性、适应性和网络化的需求。     

基于OpenGL的隧道三维建模

根据隧道的设计数据,避车洞的尺寸,利用OpenGL三维建模平台,通过多种建模方法成功地实现了带避车洞的隧道三维可视化。隧道中钢轨、枕木、道渣等三维模型的构建,使得隧道的三维模型更加直观、准确生动,从而增加了隧道三维模型的实用性。     

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。     

新建隧道正交下穿施工对既有隧道的影响

为揭示新建隧道正交下穿施工对既有隧道结构安全及地表建筑物产生的影响,依托某新建地铁区间隧道工程,采用三维有限差分方法构建了新建隧道正交下穿既有隧道的三维数值计算模型,探讨了新建隧道正交下穿施工对地表沉降及既有隧道衬砌结构产生的影响,得出了地表横向、纵向沉降规律以及既有隧道衬砌结构变形、内力的变化规律。     

三维转角瞬变电磁超前地质预报探测技术在隧道中的应用

介绍了三维瞬变电磁预报探测技术的工作原理、转角探测方式及三维探测的反演计算,并将该方法用于某铁路杨柳隧道富水段的探测。应用结果表明:1)三维瞬变电磁作为一种超前地质预报方法,可解决隧道穿越岩溶、富水构造、断层破碎带等不良地质体的施工围岩预报难题; 2)三维转转角探测对隧道开挖轮廓线以外的异常体能有效探测,减少了平移探测隧道支护钢架背景场干扰,提高了探测的安全性; 3)提供三维异常体的“定量”空间展示成果和为隧道安全施工提供数据支撑; 4)该方法适用于富水隧道的地下水“定量”超前地质预报探测。     

隧道压力波的三维数值模拟

采用三维可压缩非定常流动模型,对高速列车经过隧道所引起的压力变化进行数值模拟。并将模拟结果与英国Patchway隧道实测数据进行比较,结果表明,三维数值模拟波形与实测波形吻合,为今后高速铁路采用三维数值模拟隧道气动效应的研究提供了依据。     

基于OpenSceneGraph的隧道照明设计平台实现

针对隧道机电工程中的照明设计,使用虚拟现实技术和计算机三维可视化技术,进行三维环境下照明设计平台的开发,实现基于OpenSceneGraph的隧道照明设计平台系统。该系统可完成三维环境下的隧道照明工程设计,实现隧道灯具的实时布设与观察,并可根据布设情况进行照明仿真,且可模拟灯具布设后的隧道照明环境。     

隧道洞口三维设计系统的应用

目前国内隧道设计理念落后，隧道设计大都是在二维视图上进行设计的，设计与实际地形、地质结合及出图的效果都不理想。隧道洞口三维设计系统是一款基于三维实体的新型设计软件，可以有效地弥补隧道二维设计的不足。介绍了隧道洞口三维设计系统的特点及设计思路，并结合实例介绍该系统在地形复杂的山区隧道设计中的应用。     

BIM技术在公路隧道工程设计中的应用探索

为实现公路隧道三维可视化设计，提升设计工作的质量和效率，研究了基于BIM技术的新型设计方式，建立隧道项目三维设计应用流程。首先，解决了部分三维设计技术难点，探索出公路隧道高精度三维设计的2种思路和流程，并对2种方案特点进行比较。其次，结合软件对隧道三维模型细节处理要点进行说明,并以实际项目为依托，验证该流程的可行性。最后，进行技术方案应用，包括工程量统计、实时围岩查询、设计方案比选、模拟分析、成果输出等。基于BIM技术的公路隧道三维设计能够较好的发挥BIM构件信息化的优势并表达设计意图，具有可行性。     

三维激光扫描技术在公路隧道施工监测中的应用研究

以某一隧道工程施工监测为对象,提出一种基于三维激光扫描技术的隧道断面变形监测。采用隧道外强制对中装置,将测量控制装置置于墙体有效的避免控制点变形而影响测量精度;采用全局拼接方法,通过在隧道两端设定标靶,实现点云各点三维坐标属性、反射强度、三维真彩色信息集合;通过隧道分割,根据三维不变矩平移旋转稳定特性,提取隧道中轴线姿态;利用MDP法(最小距离投影算法)进行隧道断面三维变形计算,确定隧道收敛和扩张变形量。通过降低区段选取长度,对区段间的点云信息抽稀,降低点云的密度。对比未进行抽稀和局部测量的激光扫描数据,可以发现采用该方式有效降低了监测过程中变形信号的标准差,缩短了计算量,提高了测量精度。     

数字化隧道三维建模分析

为解决既有隧道数字化三维建模的难题,提出利用构件模型库组装隧道的技术路线。整理出隧道构件模型库的分类,并完成各类构件模型的参数设计工作;提出由构件搭建三维隧道模型的具体步骤并将其固化为6个功能组,分析出每个功能组的作用、输入及输出等关键需求;提出继续开发三维隧道设计软件的构想。     

曲线隧道三维动态视距研究

以高速公路曲线隧道为研究对象,运用几何物理学方法分析道路空间几何关系,构建三维条件下的道路线形模型。根据三维视距移动规律与隧道空间几何关系,在满足驾驶人停车视距的条件下,分析隧道空间的限制条件,建立高速公路隧道路段三维视距检验模型,以为公路曲线隧道的安全性评价提供理论参考。     

高速列车通过隧道流场的三维数值模拟

应用三维粘性、非稳态不可压缩流的数学模型,对高速列车通过隧道时隧道内的压力变化、列车受到的气动阻力等问题进行分析研究,得到了隧道内的压力流场三维分布图,求出了速度、阻塞比等参数与压力、气动阻力之间的数值关系,为解决高速列车通过隧道引起的空气动力学问题提供参考。     

机载三维激光扫描测量技术在昌都地区公路隧道中的应用研究

对机载三维激光扫描测量技术,应用于高原野外自然环境恶劣复杂地区的公路隧道洞口地形勘测及协同设计技术进行了研究。结果表明:能够安全、准确、快速地提供设计所需的隧道洞口大比例尺地形图及高精度横断面三维地面线,并实现了机载三维激光测量与公路隧道CAD的协同设计。该方法在西藏自治区昌都地区昌都镇至邦达机场公路改造工程得到应用,并提供了工程勘察设计急需的隧道洞口大比例尺数字地形图。     

三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究

传统的隧道变形监测手段主要是对部分点和断面的数据进行提取,存在工作量大、效率低、数据少等缺点。三维激光扫描技术可集成隧道安全与质量信息,一次扫描即可准确建立隧道三维矢量模型,精确得到隧道的整体变形和轮廓信息。以桐庐隧道为依托,研究三维激光扫描技术在山岭隧道变形监测中的应用,得到以下结论:当激光扫描入射角大于60°时,扫描误差急剧增大,可根据入射角及隧道内径确定最大测站间距;为降低隧道累计拼接误差导致的模型整体偏移,应采用首尾控制点双控技术;采用单点面域分析法,可提升监测数据的可靠性;采用点云及模型套接技术,可快速实现对隧道三维变形、支护侵限、二次衬砌厚度的评估,大大提升隧道数据采集与分析的效率。     

高等级公路隧道地面三维控制网的合理布设

针对公路隧道地面传统控制测量方法的缺点，提出了利用全站仪同时进行平面控制测量和高程控制测量以建立隧道地面三维控制网的方法。结合高等级公路隧道工程实例，详细地阐述了三维控制网合理布设的原则、方法及其地面控制测量误差对隧道贯通误差的影响。     

3D Visual System of Highway Tunnel and Surrounding Rocks Based on CAD/GIS

针对公路隧道勘察设计多个阶段大量丰富、准确的工程信息未能有效管理、缺乏再利用的现状,提出将CAD、GIS技术运用于公路隧道的信息资料数据库管理.通过对工程实例调查标准化和整合多来源、多个时期、多样格式和多数据标准的公路隧道信息,以三维可视化为重要特征,建立平面图与隧道各类附属设施、隧道设计资料数据库、隧道设计模型、地质及地形三维模型之间的联系.构建公路隧道设计的三维可视化管理系统,建立了覆盖公路复杂隧道的设计、运营、养护等多阶段的信息管理、共享服务平台.通过vc2005和ObjectArx2008开发工具实现,并在厦门翔安海底隧道中进行了应用,取得良好效果.     

Surpac在公路隧道整体三维可视化建模中的应用

公路隧道三维可视化建模能在复杂的地质条件下清楚地反映出工程各部位之间的空间相互关系,使施工人员对项目工程有直观、形象、全面的感受,对公路隧道施工具有重要的意义。为此,提出将Surpac软件用于公路隧道的整体三维可视化建模中,并介绍了该软件在三维建模过程中的关键技术——空间插值理论。借助该软件,以福州市西岭互通铜盘路接线工程项目为例,对该项目的公路隧道整体地形进行了三维可视化建模,并据此对该模型、AutoCAD图形及卫星图进行了分析与比较。     

三维激光扫描仪在青岛胶州湾海底隧道的应用

介绍了三维激光扫描仪的结构特点、用于隧道工程安全监测的方法流程及数据处理分析过程和应用前景。结合青岛胶州湾海底隧道实践,针对公路隧道矿山开挖法易产生安全事故等问题,提出采用三维激光扫描仪进行隧道安全监测的方法进行监控,从而保证了工程施工安全。该项测量技术将逐步替代目前简易的测量模式,成为未来隧道工程安全监控的主要方法。