带你走进不一样的三维岩土世界

三维建模技术即是将现实世界中的物体及其属性转化为计算机北部可数字化表示、分析、控制和输出等的几何形体方法。随着三维建模技术的崛起以及虚拟现实技术的出现,为生产设计和创新提供了一种非常好的工作平台。如三维地质可视化软件中的MicoLynx、Surpac、MVS等以及支持三维岩土有限元分析的ABAQUS、ANSYS、GOCAD、GEOFEA等,而我国在这方面的发展则相对滞后,但多年以来随着我国经济、技术的发展,已在航空航天、机械制造、水利、交通、工程建筑、矿山、煤田等各行各业在此方面取得了长足的进步。可是在岩土工程方面,特别是以工民建为主的岩土工程方面,受限于地质条件的复杂性、不均匀性、不确定性(不可预见性)、计算机编程、软件语言以及项目规模、投入产出比等等方面,三维岩土技术建模技术应用仍不是十分广泛。

随着近年来计算机技术的飞越发展、国内三维岩土软件的研发以及国外各大岩土软件公司纷纷进入中国(提供汉化版本),以工民建为主的岩土工程技术亦开始了三维化的新进程。

下面通过目前一些主流的三维岩土软件的成果展示,由小编带你走入这不一样的三维岩土世界吧!为今后的三维岩土技术发展研究或项目实践提供一定的帮助。(注:已有部分技术应用与集团相关岩土工程项目中)!

作为非岩土专业,并接触过勘察报告,基坑、边坡,地基处理等图件的工程师或多或少都会有这样的感觉,这一类图件的表达和分析计算多以二维的平面进行,为到达全面了解诸如地形起伏、地层结构的空间变化等情况,往往除需要反复结合文字描述、地形图、平面图、剖面图等文件进行综合分析外,有时甚至还需要具备一定的空间想象能力。这也使得一些复杂场地、地质条件下的岩土工程勘察、设计成果阅读起来有那么一点费力,甚至有点“生涩难懂”!

纷繁复杂的地形图

工程地质剖面图

基坑支护设计图

(1)理正软件:集三维地质模型创建、模型仿真展现、工程地质问题三维分析应用为一体的软件系统。根据钻孔、地质平面图、纵断面图、剖面图等多源数据创建生成包含多种地质要素(如地表地形、断层、褶皱岩层、溶洞等)的复杂三维工程地质模型。并可实现任意剖切;基坑、基桩、隧道、路堑刷坡等工程活动的模拟开挖;土方量估算等工作。

三维地质模型

三维地质模型的剖切与基坑开挖

三维地质建模与后续分析

(2)RockWorks软件:是一个集RockPlot2D、RockPlot3等所有功能于一身的程序,可进行岩土工程三维可视化、解释并呈现地表和地下数据以及相应分析,由RockWare公司开发,目前为英文版。

三维地质模型

三维地质模型的剖切与剥层

三维地质模型的地形、地貌,边坡位移速度分析

(3)GOCAD软件:GOCAD是国际上公认的主流三维地质建模软件,在地质工程、地球物理勘探、矿业开发、水利工程中有广泛的应用。由法国NANCY理工大学开发。目前为英文版,国内部分爱好者提供了汉化补丁。

三维地质模型

三维地质模型的剥层与分析

(4)GEO5软件:GEO5岩土工程软件主要用于岩土工程问题的设计与分析,除了可以解决如边坡稳定分析、挡土墙设计、地基基础设计、基坑设计等常见的岩土工程问题,还可以用于解决非常复杂的岩土工程问题,例如隧道设计,隧道开挖引起的地面沉降和建筑破坏,岩质边坡稳定分析,渗流分析等。目前2016版提供中文版。

三维地质模型与基坑开挖

三维地质模型的基坑支护设计

三维地质模型的边坡支护设计

三维地质模型的桩基分析

(5)ItasCAD:系地质三维建模、分析和辅助设计软件,设计定位是构建含属性地质三维模型、并在模型基础上开展岩土力学分析和岩土工程设计,其中的设计内容包括岩土工程开挖轮廓形态(边坡、基坑等)设计和地下工程支护设计等,设计过程嵌入变形和稳定分析,满足设计成果的安全性要求。软件由Itasca公司研发(旗下著名软件还有大家熟知的:FLAC3D)。目前提供中文版。

三维地质模型

三维地质模型中的剥层分析

挖、填方量及边坡稳定性分析

当然,随着三维建模技术的崛起以及国外岩土软件的大量涌入,各类岩土类软件已不胜枚举,如迈达斯(midas)、Rocscience slide、SLOPE\W、3DMine、micromine等等,但这些软件一部分是主要偏重于岩土工程中的某项分析和计算的软件,另一部分则是多应用矿山、油气等储量评估的三维模型软件。

文章来源:云南省设计院集团