帶你走進不一樣的三維巖土世界

三維建模技術(shù)即是將現(xiàn)實世界中的物體及其屬性轉(zhuǎn)化為計算機北部可數(shù)字化表示、分析、控制和輸出等的幾何形體方法。隨著三維建模技術(shù)的崛起以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn),為生產(chǎn)設(shè)計和創(chuàng)新提供了一種非常好的工作平臺。如三維地質(zhì)可視化軟件中的MicoLynx、Surpac、MVS等以及支持三維巖土有限元分析的ABAQUS、ANSYS、GOCAD、GEOFEA等,而我國在這方面的發(fā)展則相對滯后,但多年以來隨著我國經(jīng)濟、技術(shù)的發(fā)展,已在航空航天、機械制造、水利、交通、工程建筑、礦山、煤田等各行各業(yè)在此方面取得了長足的進步?？墒窃趲r土工程方面,特別是以工民建為主的巖土工程方面,受限于地質(zhì)條件的復(fù)雜性、不均勻性、不確定性(不可預(yù)見性)、計算機編程、軟件語言以及項目規(guī)模、投入產(chǎn)出比等等方面,三維巖土技術(shù)建模技術(shù)應(yīng)用仍不是十分廣泛。

隨著近年來計算機技術(shù)的飛越發(fā)展、國內(nèi)三維巖土軟件的研發(fā)以及國外各大巖土軟件公司紛紛進入中國(提供漢化版本),以工民建為主的巖土工程技術(shù)亦開始了三維化的新進程。

下面通過目前一些主流的三維巖土軟件的成果展示,由小編帶你走入這不一樣的三維巖土世界吧!為今后的三維巖土技術(shù)發(fā)展研究或項目實踐提供一定的幫助。(注:已有部分技術(shù)應(yīng)用與集團相關(guān)巖土工程項目中)!

作為非巖土專業(yè),并接觸過勘察報告,基坑、邊坡,地基處理等圖件的工程師或多或少都會有這樣的感覺,這一類圖件的表達和分析計算多以二維的平面進行,為到達全面了解諸如地形起伏、地層結(jié)構(gòu)的空間變化等情況,往往除需要反復(fù)結(jié)合文字描述、地形圖、平面圖、剖面圖等文件進行綜合分析外,有時甚至還需要具備一定的空間想象能力。這也使得一些復(fù)雜場地、地質(zhì)條件下的巖土工程勘察、設(shè)計成果閱讀起來有那么一點費力,甚至有點“生澀難懂”!

紛繁復(fù)雜的地形圖

工程地質(zhì)剖面圖

基坑支護設(shè)計圖

(1)理正軟件:集三維地質(zhì)模型創(chuàng)建、模型仿真展現(xiàn)、工程地質(zhì)問題三維分析應(yīng)用為一體的軟件系統(tǒng)。根據(jù)鉆孔、地質(zhì)平面圖、縱斷面圖、剖面圖等多源數(shù)據(jù)創(chuàng)建生成包含多種地質(zhì)要素(如地表地形、斷層、褶皺巖層、溶洞等)的復(fù)雜三維工程地質(zhì)模型。并可實現(xiàn)任意剖切;基坑、基樁、隧道、路塹刷坡等工程活動的模擬開挖;土方量估算等工作。

三維地質(zhì)模型

三維地質(zhì)模型的剖切與基坑開挖

三維地質(zhì)建模與后續(xù)分析

(2)RockWorks軟件:是一個集RockPlot2D、RockPlot3等所有功能于一身的程序,可進行巖土工程三維可視化、解釋并呈現(xiàn)地表和地下數(shù)據(jù)以及相應(yīng)分析,由RockWare公司開發(fā),目前為英文版。

三維地質(zhì)模型

三維地質(zhì)模型的剖切與剝層

三維地質(zhì)模型的地形、地貌,邊坡位移速度分析

(3)GOCAD軟件:GOCAD是國際上公認的主流三維地質(zhì)建模軟件,在地質(zhì)工程、地球物理勘探、礦業(yè)開發(fā)、水利工程中有廣泛的應(yīng)用。由法國NANCY理工大學(xué)開發(fā)。目前為英文版,國內(nèi)部分愛好者提供了漢化補丁。

三維地質(zhì)模型

三維地質(zhì)模型的剝層與分析

(4)GEO5軟件:GEO5巖土工程軟件主要用于巖土工程問題的設(shè)計與分析,除了可以解決如邊坡穩(wěn)定分析、擋土墻設(shè)計、地基基礎(chǔ)設(shè)計、基坑設(shè)計等常見的巖土工程問題,還可以用于解決非常復(fù)雜的巖土工程問題,例如隧道設(shè)計,隧道開挖引起的地面沉降和建筑破壞,巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析,滲流分析等。目前2016版提供中文版。

三維地質(zhì)模型與基坑開挖

三維地質(zhì)模型的基坑支護設(shè)計

三維地質(zhì)模型的邊坡支護設(shè)計

三維地質(zhì)模型的樁基分析

(5)ItasCAD:系地質(zhì)三維建模、分析和輔助設(shè)計軟件,設(shè)計定位是構(gòu)建含屬性地質(zhì)三維模型、并在模型基礎(chǔ)上開展巖土力學(xué)分析和巖土工程設(shè)計,其中的設(shè)計內(nèi)容包括巖土工程開挖輪廓形態(tài)(邊坡、基坑等)設(shè)計和地下工程支護設(shè)計等,設(shè)計過程嵌入變形和穩(wěn)定分析,滿足設(shè)計成果的安全性要求。軟件由Itasca公司研發(fā)(旗下著名軟件還有大家熟知的:FLAC3D)。目前提供中文版。

三維地質(zhì)模型

三維地質(zhì)模型中的剝層分析

挖、填方量及邊坡穩(wěn)定性分析

當(dāng)然,隨著三維建模技術(shù)的崛起以及國外巖土軟件的大量涌入,各類巖土類軟件已不勝枚舉,如邁達斯(midas)、Rocscience slide、SLOPE\W、3DMine、micromine等等,但這些軟件一部分是主要偏重于巖土工程中的某項分析和計算的軟件,另一部分則是多應(yīng)用礦山、油氣等儲量評估的三維模型軟件。

文章來源:云南省設(shè)計院集團