基于地质BIM模型与有限元分析的铁路高边坡多源融合健康监测

U213.1%O242.21; 针对高边坡健康监测存在无法准确判识边坡最危险断面、重点区域监测缺失及监测数据难以系统化管理等问题,提出了基于精细化三维地质BIM模型与有限元分析的高大边坡融合健康监测方法.首先,研究地质剖面数据与钻孔数据的配准融合,将两类异构数据统一为空间三维控制点数据,并采用普通Kriging算法进行插值增强;然后,基于Dynamo可视化编程进行"点、线、面、体"渐进式建模,实现BIM环境中地质模型创建;最后,将边坡BIM模型通过?.sat及?.csv文件转换为有限元分析模型,采用有限元强度折减法对高边坡进行稳定性真三维分析,以获取边坡稳定最不利位置,指导...

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Published in铁道标准设计 Vol. 67; no. 11; pp. 31 - 60
Main Authors 孙凯强, 刘惊灏, 苏谦, 程李娜, 牛云彬, 李艳东
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063%西南交通大学土木工程学院,成都 610031 01.11.2023
Subjects
健康监测
三维地质建模
finite element method
health monitoring
high slope
高边坡
BIM
3D geological modeling
railway
铁路
有限元法
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ISSN1004-2954
DOI10.13238/j.issn.1004-2954.202205170003

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Summary:U213.1%O242.21; 针对高边坡健康监测存在无法准确判识边坡最危险断面、重点区域监测缺失及监测数据难以系统化管理等问题,提出了基于精细化三维地质BIM模型与有限元分析的高大边坡融合健康监测方法.首先,研究地质剖面数据与钻孔数据的配准融合,将两类异构数据统一为空间三维控制点数据,并采用普通Kriging算法进行插值增强;然后,基于Dynamo可视化编程进行"点、线、面、体"渐进式建模,实现BIM环境中地质模型创建;最后,将边坡BIM模型通过?.sat及?.csv文件转换为有限元分析模型,采用有限元强度折减法对高边坡进行稳定性真三维分析,以获取边坡稳定最不利位置,指导监测方案布置,并基于Cesium开发监测数据可视化功能.将上述方法应用于怀化西编组站124m高边坡工程健康监测过程,结果表明:所述方法可以创建准确平滑的边坡三维地质BIM模型,超高边坡与断层不利工点三维稳定性系数分别为1.604与2.048,现场监测数据表明边坡整体处于稳定状态.研究结论:采用多元地质数据构建精细化BIM地质模型,并将其应用于边坡健康监测过程中的三维稳定性分析,可明确边坡三维最不利位置,指导监测传感器精确布点.
ISSN:1004-2954
DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.202205170003