论文题目：基于BIM技术的岩土工程建模-仿真一体化方法研究
摘要：近年来岩土工程呈现出建设规模越来越大,施工复杂性越来越高的特点,高效的工程建模和动态仿真技术成为岩土工程信息化施工领域的关键问题。BIM（Building Information Modeling）技术是工程建模和动态施工组织的有效技术手段,但由于岩土工程时存在模型表达不一致、施工组织与仿真模拟脱节等问题。本文以建立基于BIM技术的岩土工程建模-仿真一体化方法为研究目标,首先分析了岩土工程地质体模型与BIM结构模型的差异,研究了二者的一致化表达方法,形成了基于BIM技术的岩土工程一体化建模技术;然后基于所建立的一体化模型,研究了将BIM 4D模型转化为岩土工程数值仿真模型的方法,形成了基于BIM 4D模型的岩土工程一体化仿真技术;最后结合郧西县大规模削山填沟工程实例验证了所建立的方法的有效性。论文主要研究工作如下:（1）提出了基于BIM技术的岩土工程一体化建模方法:分析了岩土工程地质体模型与工程结构模型在数据来源、模型特征以及表达形式上的差异,研究了地质体模型与工程结构模型的几何表达和几何拓扑一致化算法。综合集成三维地质建模技术与BIM结构建模技术,形成了基于BIM技术的岩土工程地质体-工程结构体一致化建模方法。（2）建立了基于BIM技术的岩土工程一体化仿真方法:基于所建立的岩土工程地质体-工程结构体一体化模型,研究了仿真计算网格自动生成、材料参数自动施加、荷载自动转化及边界条件自动设置的方法;进而研究基于BIM 4D动态施工模型的仿真工况自动生成程序和基于仿真模拟结果的BIM 4D动态施工方案优化算法;综合集成上述算法与程序,形成了基于BIM技术的岩土工程一体化仿真技术。（3）开展了岩土工程BIM一体化建模与仿真技术的工程应用研究:以郧西县大规模削山填沟典型工程为依托,利用所建立的岩土工程BIM模型一体化建模方法,构建了郧西县大规模削山填沟典型工程BIM一体化集成模型;通过岩土工程BIM模型一体化仿真技术,实现了边坡工程动态施工模拟、边坡工程数值计算分析以及施工动态反馈三个方面一体化集成,验证了本文所建立方法的有效性。
关键词：BIM;一体化建模;三维地质建模;数值仿真;施工模拟
学科专业：土木工程
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 三维地质建模
1.2.2 BIM技术
1.2.3 仿真模拟
1.2.4 研究中存在的问题和不足之处
1.3 主要研究内容
1.4 研究方法与技术路线
1.5 章节安排
2 岩土工程BIM模型一体化建模方法
2.1 岩土工程地质体模型构建方法
2.2 岩土工程结构体模型构建方法
2.2.1 工程结构体模型构建流程
2.2.2 工程结构构件族构建方法
2.3 三维地质体与工程结构体一体化集成方法
2.3.1 地质体与结构体模型几何表达一致化
2.3.2 地质体与结构体模型几何拓扑一致化
2.3.3 地质体与结构体模型一体化集成
2.4 本章小结
3 岩土工程BIM模型一体化仿真技术
3.1 基于一体化模型的计算网格生成
3.1.1 工程结构体BIM模型转换接口研究
3.1.2 BIM一体化集成模型计算网格生成
3.2 基于一体化模型的仿真参数设置
3.2.1 工程结构体BIM模型计算参数赋值
3.2.2 BIM一体化集成模型计算参数赋值
3.3 基于一体化模型的动态施工模拟
3.3.1 三维地质体模型剖切方法
3.3.2 岩土工程施工仿真模拟技术
3.3.3 岩土工程分步数值仿真分析技术
3.4 基于一体化模型的动态方案优化方法
3.5 本章小结
4 岩土工程BIM一体化模型工程应用
4.1 工程概况
4.2 地质体与结构体一体化模型与网格模型的构建
4.3 动态施工与数值计算一体化仿真分析
4.3.1 动态施工模拟
4.3.2 数值计算分析
4.3.3 施工动态反馈
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢