三維建模技術即是將現實世界中的物體及其屬性轉化為計算機北部可數字化表示、分析、控制和輸出等的幾何形體方法。隨著三維建模技術的崛起以及虛擬現實技術的出現,為生產設計和創新提供了一種非常好的工作平臺。如三維地質可視化軟件中的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展則相對滯后,但多年以來隨著我國經濟、技術的發展,已在航空航天、機械制造、水利、交通、工程建筑、礦山、煤田等各行各業在此方面取得了長足的進步。可是在巖土工程方面,特別是以工民建為主的巖土工程方面,受限于地質條件的復雜性、不均勻性、不確定性(不可預見性)、計算機編程、軟件語言以及項目規模、投入產出比等等方面,三維巖土技術建模技術應用仍不是十分廣泛。

隨著近年來計算機技術的飛越發展、國內三維巖土軟件的研發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發展研究或項目實踐提供一定的幫助。(注:已有部分技術應用與集團相關巖土工程項目中)!

作為非巖土專業,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、地層結構的空間變化等情況,往往除需要反復結合文字描述、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。這也使得一些復雜場地、地質條件下的巖土工程勘察、設計成果閱讀起來有那么一點費力,甚至有點“生澀難懂”!

紛繁復雜的地形圖

工程地質剖面圖

基坑支護設計圖

(1)理正軟件:集三維地質模型創建、模型仿真展現、工程地質問題三維分析應用為一體的軟件系統。根據鉆孔、地質平面圖、縱斷面圖、剖面圖等多源數據創建生成包含多種地質要素(如地表地形、斷層、褶皺巖層、溶洞等)的復雜三維工程地質模型。并可實現任意剖切;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。

三維地質模型

三維地質模型的剖切與基坑開挖

三維地質建模與后續分析

(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、解釋并呈現地表和地下數據以及相應分析,由RockWare公司開發,目前為英文版。

三維地質模型

三維地質模型的剖切與剝層

三維地質模型的地形、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建模軟件,在地質工程、地球物理勘探、礦業開發、水利工程中有廣泛的應用。由法國NANCY理工大學開發。目前為英文版,國內部分愛好者提供了漢化補丁。

三維地質模型

三維地質模型的剝層與分析

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

三維地質模型與基坑開挖

三維地質模型的基坑支護設計

三維地質模型的邊坡支護設計

三維地質模型的樁基分析

(5)ItasCAD:系地質三維建模、分析和輔助設計軟件,設計定位是構建含屬性地質三維模型、并在模型基礎上開展巖土力學分析和巖土工程設計,其中的設計內容包括巖土工程開挖輪廓形態(邊坡、基坑等)設計和地下工程支護設計等,設計過程嵌入變形和穩定分析,滿足設計成果的安全性要求。軟件由Itasca公司研發(旗下著名軟件還有大家熟知的:FLAC3D)。目前提供中文版。

三維地質模型

三維地質模型中的剝層分析

挖、填方量及邊坡穩定性分析

當然,隨著三維建模技術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:云南省設計院集團