03_3D连接隧道
操作例题 3-三维连接隧道施工阶段分析
基础例题 3 三维连接隧道施工阶段分析GTS基础例题3- 三维连接隧道施工阶段分析运行GTS 1 概要 2 属性定义 6 属性 / 6几何建模14 打开DXF文件 / 14粘贴 / 16转换 / 17分解, 建立几何组 / 19生成线组 / 22矩形 / 23扩展 / 24嵌入 / 26分割实体 / 27矩形, 转换, 分割实体 / 29生成网格34 网格尺寸控制,自动划分实体网格, 重新命名网格组 / 34析取单元, 删除单元, 重新命名网格组 / 39自动划分线网格, 网格转换 / 43删除单元 / 46分析47 支撑 / 47自重 / 49施工阶段建模助手 / 50定义施工阶段 / 55分析工况 / 56分析控制 / 58分析 / 59分析结果及后处理60 位移等值线 / 61应力等值线 / 64安全系数等值线 / 69板单元应力等值线 / 70主应力等值线 / 72桁架Sx等值线 / 73GTS基础例题3GTS基础例题3此例题主要是对三维连接隧道的模拟分析。
首先是导入DXF文件进行实体建模，然后使用4节点4面体(Tetra)单元进行分析。
在此过程中我们主要在加载岩土的自重和地表面的荷载时，熟悉为进行施工阶段分析而输入的数据以及定义施工阶段的方法。
在任意位置以图形和表格的形式输出分析结果，利用GTS里提供的多样化的分析结果的方法来查看结果。
运行GTS运行程序。
1.运行GTS。
2.点击文件>新建开始新项目。
3.弹出项目设定对话框。
4.在项目名称里输入‘基础例题 3’。
5.其它的使用程序设定的默认值。
6.点击。
7.在主菜单里选择视图>显示选项...。
8.将一般表单里网格>节点显示指定为‘False’。
9.点击。
1三维连接隧道施工阶段分析2概要操作例题模型简要如下：岩体由单一材料构成，岩体里有主隧道和避难隧道，避难隧道垂直于主隧道，支护结构为喷射混凝土和锚杆，进行开挖及支护的施工阶段分析。
三维激光扫描仪在隧道方面应用
6.某一指定点进行测量从而精确获取其坐标
主要功能
1
点云数据处理
2
支持ATSM格式
3
Webshare共享
4
最基本的功能，多站拼接，点云附色，查看等
5
意味着市场上所有点云处理软件都可以处理Faro三维激光扫描仪扫描的数据
6
数据共享，使远方的同事也可以第一时间看到工作现场
用RRT软件处理
限制区内的扫描点
所有在界限内（或外）的扫描点可被输出为坐标列表
限制区内的扫描点, 导出数据格式
用RRT软件处理
用RRT软件处理
01.
限制区内点的三维数据被输出到全自动的隧道施工机械中，并指导正确施工
02.
将点云数据的三维坐标数据导入到全站仪中，全站仪可以用可见激光指示这些点。
单击添加文本具体内容
04
目录
CONTENTS
Part
公司简介
单击添加文本具体内容
01
Part
产品技术概述
单击添加文本具体内容
02
Part
项目案例
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03
Part
服务团队
单击添加文本具体内容
04
经营理念
核心业务
核心产品
公司结构
公司简介
经营理念
企业文化
浩宇测绘理念
浩宇测绘使命
浩宇测绘愿景
单击添加副标题
Thank You !
软件比较
FARO
TMS
使用三维激光扫描系统：
使用方便，测量不受检查人员技术水平限制。
效率较高
覆盖的范围比较全面
检查的准确度比较高（25m之内+/-2mm）
BIM三维隧道设计
BIM三维隧道设计第1章三维隧道设计系统软件功能设计1.1三维隧道设计系统技术路线概述地质模型的建立涉及到大量的地质专业知识，从目前的实际形势看，在现有的设计平台中开发一套地质模块的功能，面临的技术风险、耗费的时间和费用都将是十分巨大的。
有鉴于此，我们认为地质模型最好要建立在一套完善的地质平台之上，利用已有地质软件生成的地质网格模型进行优化后，转换成一个符合地质实体拟合需要的中间数据格式，以方便后续进行地质实体的重构和调整。
从这一点来看，我们对地质模型平台没有特别要求，只要它最终能输出符合实体重构需要的数据格式，并附加地质实体对应的物理属性，就可以和后续的地质实体重构、隧道建模、隧道设计、隧道工程量统计、隧道工程施工图进行无缝接合。
考虑到目前的技术积累和我们在数据转换方面已经有比较完整的数据接口，如果能采用武汉坤迪的地质模型建模平台，将可以节约开发时间和开发费用；当然如果采用其他地质系统，只要它能输出符合我们需要的中间交换数据，或者提供数据读取接口，都可以将地质实体和信息转入到三维设计平台中。
以下以采用坤迪平台作为地质模型平台为例来说明整体方案及实施流程。
图1.1 三维隧道设计系统数据流程1.2在GeoEngine软件中构建网格地质模型根据地质勘测信息、点云扫描信息、探孔信息、地下水位信息等数据在地质软件中构建网格地质模型，如下图所示。
图1.2 网格地质模型最后，从地质中导出网格地质模型为我们定义好的地质数据交换格式，为后续Rhino平台上的实体地质模型拟合的准备数据。
1.3在Rhino软件中构建真实的实体地质模型由于点云和网格拟合生成三维地质地形实体技术复杂、对三维几何造型功能要求很高、要求能够对三维地质地形实体进行灵活的人工干预、要求对大体量数据的高效计算能力，鉴于以上的技术特点，提议将点云和网格拟合为实体的功能独立出来在Rhino平台上进行，以便能让Inventor平台以及后续可能考虑的Revit平台共享该部分功能。
3dmax隧道建模工作流程
3dmax隧道建模工作流程3Dmax是一款功能强大的三维建模软件，广泛应用于建筑、游戏、动画等领域。
本文将介绍使用3Dmax进行隧道建模的工作流程。
一、收集参考资料在进行隧道建模之前，首先需要收集相关的参考资料。
可以通过上网搜索、查阅相关书籍或者实地考察等方式获取隧道的外观、结构、尺寸等信息。
收集到的参考资料将为后续的建模工作提供参考和指导。
二、创建场景在3Dmax中创建一个新的场景，设置好工作单位和系统参数。
可以根据实际需求设置场景的大小、光照效果等。
三、绘制基础形状使用3Dmax的建模工具，如盒子、圆柱等，绘制隧道的基础形状。
可以根据参考资料中的尺寸信息来确定形状的大小和比例。
四、建立细节在基础形状的基础上，逐步建立隧道的细节。
可以使用3Dmax提供的修改工具进行形状的调整和变形，使其更加贴合实际的隧道形态。
可以添加隧道的入口、出口、墙壁、天花板等细节，使模型更加真实。
五、添加材质和纹理为隧道模型添加适当的材质和纹理，使其更加真实。
可以使用3Dmax自带的材质库，也可以自己制作和导入材质。
根据实际情况，可以添加隧道内部的灯光效果，提高模型的逼真度。
六、设置相机和视角通过设置相机和视角，调整观察者的位置和角度，以便更好地展示隧道模型。
可以设置相机的位置、焦距、光圈等参数，调整视角的远近和广角。
七、渲染模型在模型建立和材质设置完成后，进行渲染。
使用3Dmax的渲染工具，设置好渲染的参数，如分辨率、光照效果等，进行渲染操作。
可以选择不同的渲染器，如默认的扫描线渲染器、Arnold渲染器等，根据需求选择合适的渲染方式。
八、调整和优化在渲染完成后，对模型进行调整和优化。
可以根据渲染结果进行细节的修正和改进，使模型更加精细。
同时，也可以对模型进行优化，减少不必要的细节和面数，提高模型的性能。
九、导出和应用将完成的隧道模型导出为合适的格式，如.obj、.fbx等，以便在其他软件中使用。
可以将模型导入到游戏引擎中，或者用于建筑设计和可视化等领域。
三维激光扫描仪在隧道方面应用
检测隧道裂缝
通过高精度的点云数据，可以发现隧道表面的微小裂缝，及时采取措施进行修 补，防止裂缝扩大对结构造成更大的影响。
隧道内部设施管理
设施位置定位
三维激光扫描仪能够获取隧道内部设施的三维坐标数据，帮助管理人员准确定位 设施的位置，提高设施维护和管理的效率。
03
隧道施工工艺优化
利用三维激光扫描仪对已建成的隧道进行扫描，获取隧道内部的实际结
构数据，与设计图纸进行对比，可以发现施工工艺中存在的问题，进一
步优化施工工艺。
隧道安全监测与维护
隧道变形监测
通过定期对隧道进行三维激光扫描， 可以监测隧道的变形情况，及时发现 和预防隧道塌方等安全事故。
隧道病害检测
利用三维激光扫描仪的高精度测量优 势，可以发现隧道内部的细微病害， 如裂缝、渗漏等，为隧道的维护和修 复提供依据。
三维激光扫描仪在隧道方面应用
$number {01}
目 录
• 三维激光扫描仪简介 • 三维激光扫描仪在隧道建设中的
应用 • 三维激光扫描仪在隧道维护中的
应用 • 三维激光扫描仪在隧道科研中的
应用
目 录
• 三维激光扫描仪在隧道应用中的 挑战与解决方案
• 三维激光扫描仪在隧道应用案例 分析
01
三维激光扫描仪简介
隧道施工监控
施工进度监控
通过实时扫描隧道施工区域，获取施工进度数据，与施工计划进行对比，监控施工进度。
施工安全监控
对隧道施工过程中的危险源进行实时监测，及时发现安全隐患，保障施工安全。
地铁隧道3d设计指导记录
地铁隧道3d设计指导记录地铁隧道3D设计指导记录随着城市化的进程，地铁成为了越来越多城市的交通骨干。
而地铁隧道作为地铁系统中的主要组成部分，则向我们展示了一种高难度的技术挑战。
为了解决这些挑战，3D设计成为了隧道设计过程中不可或缺的一部分。
下面，我们将为大家提供一份地铁隧道3D设计指导记录，介绍其常见问题、基本流程和注意要点。
常见问题在地铁隧道3D设计过程中，我们经常会遇到以下几个问题：1. 如何正确处理地铁线路和信号的安装在地铁隧道的3D设计中，您需要考虑如何正确安装地铁线路和信号系统。
您需要把握地铁线路和信号的视觉效果和位置，以确保安全和顺畅的运行。
2. 如何避免发生模型穿透和漏洞在设计地铁隧道的过程中，您需要注意避免模型穿透和漏洞，避免出现不必要的中断和障碍。
这需要您在设计过程中，在模型贴图等环节认真、仔细地进行。
3. 如何正确处理灯光和光线灯光和光线是地铁隧道3D设计中非常重要的环节。
您需要考虑如何正确设置灯光和光线，确保地铁隧道模型的唯美和真实性。
基本流程地铁隧道3D设计的基本流程如下：1. 收集需求和相关资料。
在进行地铁隧道3D设计之前，您需要先与客户进行沟通，收集需求和相关资料。
2. 制定方案。
根据客户需求和相关资料，您需要制定一个详细、实现性强的3D设计方案。
3. 模型建模。
在确认3D设计方案后，您需要进行模型建模，完成地铁隧道设计。
4. 材质贴图。
在模型建模完成后，您需要将材质和贴图与其相连，确保地铁隧道的整体美观。
5. 添加灯光、光线和特效。
在模型贴图完成后，您需要添加灯光、光线和特效，以增强地铁隧道的真实感和视觉美感。
注意要点地铁隧道3D设计需要注意以下几个要点：1. 需要了解隧道的具体环境和规定。
2. 在设计过程中，需要尽可能拟人化，做到视觉直观、符合实际需求。
3. 在对材质和贴图完成后，需要进行检查和测试，确保不会出现模型穿透和漏洞等情况。
4. 在进行灯光、光线和特效的添加时，需要注意适当性和美观程度。
基于3dmax的虚拟隧道建模
基于3dmax的虚拟隧道建模作者：陈一飞曹顺李芳柳志丹陈军程秦钰娟来源：《电脑知识与技术》2018年第20期摘要：三维虚拟隧道建模是三维虚拟隧道系统的基础核心，隧道建模质量的好坏直接决定三维虚拟隧道的建设是否成功，论文全面阐述基于3dmax建模软件进行隧道构筑物三维建模的技术流程，并对一些技术难题进行深入探讨，通过实际案例对基于3dmax的虚拟隧道建模进行解剖。
关键词：隧道建模；3dmax；优化中文分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）20-0262-03随着这几年我国交通运输业的快速发展，隧道的开挖也越来越普遍，由于隧道在开挖过程中会面临各种各样的问题，同时国家对隧道开挖安全的问题也越来越重视，传统的二维建模和实物模型已经满足不了日益庞大和复杂的隧道工程。
三维虚拟建模技术刚好能为上述问题提供一个良好的解决方法。
三维建模在国外已经发展几十年，自20世纪80年代中国引进EsrthVision，三维建模技术也在中国发展了30多年，尤其这几年全景地图，虚拟现实，物联网等高科技应用到建筑领域，更是为三维建模的应用打开了另一片天地，目前来说三维建模软件有很多，本文将详细描述利用3dmax的建模技术实现隧道建模的工作流程。
1 虚拟隧道建模准备工作1.1 相关软件的介绍（1）平面绘图软件AutoCADAutoCAD[1]诞生于1982年，以其简便快捷的操作和强大的绘图功能被广泛地应用于土木建筑、机械制造等领域。
AutoCAD的存在也使得三维制作更加的快捷，更加地贴近现实。
在隧道建模的制作中AutoCAD主要被用来处理平面施工图纸，为三维制作提供底图和参考。
（2）平面图像处理软件PhotoshopPhotoshop[1]是平常我们应用最为广泛的图像处理软件之一，在隧道建模中被用来处理与隧道相关的模型贴图。
（3）三维制作软件3Dmax3Dmax[2]是Autodesk公司出品的一款优秀的三维动画制作和渲染软件，以其强大的三维制作功能被广泛地应用于建筑设计、可视化仿真、影视特效、动画设计、游戏、VR、AR等领域。
在Blender中制作真实的地铁隧道效果
在Blender中制作真实的地铁隧道效果Blender是一款功能强大的3D建模与渲染软件，它可以用于创作各种逼真的场景和效果。
在这篇文章中，我们将探讨如何使用Blender制作一个真实的地铁隧道效果。
首先，我们需要创建一个地铁隧道的基本形状。
在Blender的主界面中，选择"添加"菜单下的"管道"选项。
然后，在视口中点击并拖动，以确定管道的起始点和终点位置。
调整管道的半径和长度，以适应地铁隧道的比例。
接下来，我们需要为隧道添加适当的材质。
在材质编辑器中，我们可以选择不同的质感和纹理来模拟隧道壁面的真实效果。
例如，选择一个具有混凝土材质的节点，并在节点编辑器中调整其属性，以使其更好地模拟混凝土表面的细节和光照效果。
你还可以添加一些粗糙度和反射度等特性，使隧道看起来更加逼真。
接下来，我们将开始添加隧道的细节。
在地铁隧道中，通常会有一些导轨和电线等元素。
选择"添加"菜单下的"导轨"选项，然后在视口中添加导轨。
调整其位置和尺寸，以使其与隧道的尺寸和比例相匹配。
使用"细分"工具，可以将导轨的几何形状细分为更加平滑和真实的外观。
然后，我们可以在隧道的顶部添加电线或电缆等元素。
在"添加"菜单中选择"路径"选项，并在视口中添加路径。
然后，选择电线对象并在属性编辑器中调整其形状和细节。
你还可以添加一些挤压修饰符，以使电线看起来更加真实。
使用"副本"工具可以快速在整个隧道中复制电线对象，以使其分布得更加均匀。
随着隧道的细节不断丰富，我们还需要将一些光源对象放置于隧道中，以模拟现实世界中的照明效果。
选择"添加"菜单中的"灯光"选项，并在视口中添加光源。
调整光源的强度和颜色，以使其适应隧道场景的需求。
你可以尝试不同类型的光源，例如点光源或聚光灯，以获得不同的光照效果。
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各地层和结构使用的材料如下表。
[单位 : kN, m]
名称 材料 模型类型
弹性模量（E） 泊松比（v） 容重（r） Ko
容重（饱和） 初始孔隙比（eo）
排水参数
粘聚力（C） 摩擦角
软岩 各向同性 莫尔-库伦
一般
2.0E+06
0.25 25 1.0
渗透性
25 0.5 排水
非线性
200 35
风化岩 各向同性 莫尔-库伦
材料 间距 截面形状 截面厚度
混凝土面板
2D 板 混凝土面板 TH=0.3
主隧道/连接 隧道喷混 2D 板 喷混 -
TH=0.15
竖井喷混
2D 板 喷混 -
TH=0.2
锚杆
1D 植入式桁架
锚属 性-混 凝土面板
▶▶定 义结 构属 性-主 隧道/连接隧道喷混
▶▶▶定义 结构属性竖井喷混
6 | Chapter 3. 三维连接隧道施工阶段分析
Basic Tutorials ▶ 定 义结 构属 性（ 锚 杆） ▶ ▶ 定义 结 构属 性（ 截 面形状）
Chapter 3. 三维连接隧道施工阶段分析|7
Basic Tutorials
4 建模
本例题以隧道形状建模、三维实体间的布尔运算操作、网格划分及管理、 施工阶段的设置及结果分析为重点，从基本的岩土/结构材料特性的输入开始 学习。
5.0E+05 0.30 23 0.7
23 0.5 排水
20 33
风化土 各向同性 莫尔-库伦
5.0E+04 0.30 18 0.5
18 0.5 排水
20 30
▶定义岩土材料-一般
▶▶定义岩土材 料-渗透 性
▶▶▶定义岩土材料-非 线性
4 | Chapter 3. 三维连接隧道施工阶段分析
[单位 : kN, m]
[单位 : kN, m]
名称 种类 材料
软岩 3D 软岩
风化岩 3D
风化岩
风化土 3D
风化土
Chapter 3. 三维连接隧道施工阶段分析|5
Basic Tutorials ▶定义岩土属性
▶结构属性
各结构构件的属性如下表。若定义了截面形状，则程序自动计算截面刚 度。
[单位 : kN, m]
名称
类型 模型类型
注意：在延伸几何时输入的方向或定义荷载/边界条件的情况下，都是采 用整体坐标系。
▶整体坐 标系（ GCS） 和工作平面 坐标系 （WCS）
WCS Workplane Coodinate System
GCS Global Coodinate System
* : 几何>顶点与曲线>矩形 （Geometry > Point & Curve > Rectangle） 利用矩形建立岩土区域。
2 | Chapter 3. 三维连接隧道施工阶段分析
Basic Tutorials
▶ 分析设置
2 设置分析条件
[启动开始文件（03_3DTunnel_start）。]
* : 分析>分析工况>设置（Analysis > Analysis Case > Setting） 首先，设置模型类型、重力方向及初始参数，确认分析中使用的单位制。
单位制可在建模过程及确定分析结果时修改，输入的参数将被自动换算成设 置的单位制。
本例题是以 Z 轴为重力方向的三维模型，单位制使用 SI 单位（kN，m）。
Chapter 3. 三维连接隧道施工阶段分析|3
Basic Tutorials
▶岩土材料
3 定义材料及属性
3.1 定义岩土及结构材料
土层材料的模型类型选择莫尔-库伦（Mohr-Coulomb），结构材料选择不 考虑材料非线性的弹性（Elastic）模型。
4.1. 几何建模
在 GTS NX 中，使用的坐标系有整体坐标系（GCS）和工作平面坐标系 （WCS）。
整体坐标系始终固定在屏幕右下方，坐标轴用红色（X 轴）、绿色（Y 轴）、蓝色（Z 轴）的箭头表示。
工作平面坐标系，位于工作平面中心，与工作平面一起移动。如果工作 平面改变，工作平面坐标系也会改变。为了在空间上定位几何体，三维绝对 坐标系是非常有必要的。但通常，我们更常用相对坐标系，例如用来定义长 度。这种情况下，把工作平面移动到适当的位置后，输入二维坐标信息（工 作平面坐标系上 XY 平面），完成建模非常方便。
在三维模型中，使用板单元模拟连续的墙体和喷混，使用植入式桁架这 种线单元模拟锚杆。植入式桁架单元、桁架单元均只能承受轴力。但是，植 入式桁架单元相对桁架单元差别在于，不需要与岩土单元节点耦合，且位置 必须在岩土内部。因此，植入式桁架主要用于模拟三维模型中的土钉、锚杆、 锚索等。
各岩土材料的属性如下表。
在视图工具条上点击法向视图 。 开始位置输入“-45, -30”，按下“Enter”键。 对角位置输入“100, 61”后点击[确认]键。
Basic Tutorials
▶结构材料
名称 材料
模型类型 弹性模量（E）
泊松比（v） 容重（r）
混凝土面板 各向同性 弹性 2.0E+07 0.2 25
喷混 各向同性
弹性 1.5E+07
0.2 24
锚杆 各向同性
弹性 2.10E+08
0.3 78.5
▶定义结构材料
▶岩土属性
3.2 定义属性
创建网格时，需要指定各网格组上分配的属性。在定义岩土和结构的属 性时，首先需要选择材料。另外，在定义结构的属性时，需要定义结构构件 类型、截面形状等参数。
通过本例题可以学习以下主要功能及分析方法： 隧道建模 几何形状之间的布尔运算 生成及管理网格组 定义施工阶段 结果分析–施工阶段分析、结果及表格输出
Chapter 3. 三维连接隧道施工阶段分析|1
Basic Tutorials
1.2 建模及分析概要
▶模型概要图
例题使用的模型如下图所示。此模型是由多地层，竖井和主隧道以及连 接这两部分的连接隧道组成。由于模型左右对称，所以只需建立整体模型的 一半，并将其适当的分割后进行施工阶段分析。施工阶段按开挖竖井->连接 隧道->主隧道的顺序定义。
Basic Tutorials
▶连接隧道建模
三维连接隧道施工阶段分析
1 学习目的及概要
1.1 学习目的
隧道分析的目的在于预先判断隧道施工时围岩的变形，以及考察支护的 稳定性及对周边建筑物的影响。根据情况可以进行二维分析或三维分析。在 二维分析情况下，则必须寻求考虑隧道开挖引起的三维地层变形的方法。某 些情况下很难通过二维分析模拟（例如，主隧道、连接隧道及竖井相连接的 地层变形行为，这显然应考虑空间效应），应当采取三维模型来分析。