岩土工程BIM技术发展与应用33页

深圳市秉睦科技有限公司

工程实例与启示

朱焕春郭福钟陈晓雪

2019年09月24日

中国●石家庄

目录

◼概述

◼工程实录

◼核心技术与发展状态◼认识与总结

1.1 简介

秉睦科技：深工勘收购Itasca 在华开发业务

朱焕春：1985年本科、1993年博士毕业

工作经历：

☐2018~：秉睦科技技术总监

中国科学院大学人工智能学院客座教授

☐2002~2018：Itasca集团高级岩石力学专家

Laurentian大学访问教授

☐1985~2004：武汉大学，教授（工程地质）

技术特长：地学领域工程问题计算机技术应用和软件开发

采用计算机图形学技术、以三维可视化方式服务岩土体工程前期和施工运维全生命周期的数据处理

◼提高成果质量

☐勘察专业：描述和画图~工程适应性分析，提高分析深度

☐设计专业：利用场地条件，优化方案的安全和经济平衡关系

☐监测专业：从体检到诊断

☐…

◼提高工作效率

☐个人：降低重复、低效工作

☐专业团队：协同和信息共享

☐跨专业：三维可视化，易读性强化人的主导性！

目录

◼概述

◼工程实录

◼核心技术与发展状态◼认识与建议

2. 工程实例

◼地质三维建模案例

◼模型应用案例：

☐矿山：资源分析

☐水电：围岩质量分级

☐地灾：地灾评估

◼岩土BIM技术深度应用案例

2.1 案例一：地质三维建模不需要额外实物工作量

◼工作目标：

☐利用一张平面地质图创建三维模型

☐对其中的详勘区进行资源评价

2◼大区域地质体建模内容：

☐平缓地层：起伏褶曲、地表剥蚀分散布置☐陡立断层：扭曲，倾向变化

☐侵入界面：不规则

数据准备：导入资料、利用产状推测地下形态

实施：创建模型—褶曲的平缓地层

对象特点：层厚较小的

褶曲起伏地层；

建模难度：褶曲的实现

且避免与上下层穿插；

核心要求：正向建模，

利用勘察数据、允许推

测，但无需成果性资料

（辅助剖面）

实施：创建模型—扭曲的陡立断层

对象特点：陡立、扭曲；

建模难点：非专业算法

依赖“辅助剖面”，难以

保证质量和效率；

核心要求：正向建模，

仅利用已知资料的正向

建模，效率的保障！

实施：创建模型—推测的侵入体边界

对象特点：高度不规则，

且无可靠的产状信息进行

合理推测；

建模难点：人工推测和干

预（不规则起伏、岩脉）

的编辑实现和模型成果的

地质合理性（平顺光滑）；

核心要求：人工干预的编

辑和成果的平顺光滑

实施：模型封装产状点

◼2012年完成

◼时间消耗：

☐熟悉和整理资料：1.5天

☐三维建模：0.5天

☐模型封装：0.5天技术手段和熟练程度

是质量和效率的保障

2.2.1 模型应用案例：矿山资源评估

2.2.2 模型应用案例：围岩质量分级

2.2.3 模型应用案例：地灾评估—依据

地灾评估—成果

◼参数指标：

☐最大坝高250米:

☐6台机组总装机容量420万千瓦

◼关键节点：2004年截流，2009年3月下闸蓄水

◼现象：蓄水导致近坝库岸块状花岗岩边坡产生变形，迄今10年，最大变形量50m、变形方量10亿方，但未形成严重破坏，

迄今为止未处理

◼相关工作内容：

☐是否具备整体失稳的地质边界条件

☐变形特征（含监测结果）的地质解译

1#梁2#梁

3#梁

4#梁

5#梁

☐2009年发现

☐补充勘探和系统性监测

顶部平台

800m 3000m 2452m

随着变形的发展，坡顶形成的清晰的边界，包括后缘边界。坡顶也出现多条拉裂缝和形成相应的变形区。这些边界的贯通性如何、是否成为整体失稳所需要的地质边界条件，成为工程分析、判断和决策最重要的基础。

◼后缘边界LF1延伸肯定不足360，判断不足260m。

◼变形体无贯通性后缘边界

地表拉裂缝空间不连续，未形成统一的边界

2.3.3 监测结果的地质解译：三维可视化处理

外观点布置与某个时刻监测结果变形量三维动态云图

2.3.3 监测结果的地质解译：与节理分布的关系

2.3.4 应用小结

内容小结关键技术效果

利用平面地质图可以不损失精

度地完成三维建模

效率：建模时间为3人.天

矿山：模型基础上的品位分析

水电：模型基础上的围岩质量

分级统与评价

地灾：地质三维模型基础上的

快速“普查”

数据运算与处理能力提高效率

技术应用无可替代性先进技术综合应用工程判断关键依据

1、DSI算法是关键

2、行业定制性功能

3、操作熟练程度三维建模

模型应用升级成果质量和适应性提高分析深度

场数据处理能力

复杂案例可能不具备工程普适性，但检验了技术手段所具备的能力！