GEO5三维地质建模岩土工程BIM

三维地质建模、设计和三维有限元分析应用

1 勘察数据

1.1 勘察数据录入

勘察数据，包括常用勘察数据类型和各单位依据实际工程项目选择的特殊勘察数据类型。在这里需要根据实际单位和项目需求进行模板的自定义，在自定义时候选择好合适的分组和层级，以求达到信息的主次层级分明。

在这里简单介绍，借助GEO5勘察实现的数据录入和数据自定义。

Fig1.1 勘察数据录入

依据场地试验的输入或导入勘察数据，包括钻孔、CPT、DPT、SPT、DMT、PMT几类。这时便在GEO5勘察中建立了第一手的勘察数据资料。在任意类型的场地试验下属内容中均可以定义新的层级、组和任意勘察数据类型以表达更具体更真实可靠的勘察信息。

Fig1.2 勘察试验日志（钻孔）

勘察数据录入完毕之后软件会根据输入的第一手勘察数据自动建立相关的勘察日志，默认选择“中国—标准”，和勘察数据的形式一样，软件同样支持自定义勘察日志模板，可以在“中国—标准”的基础上加以修改形成适合各单位的模板。

除此之外，在勘察数据录入完毕的时候，软件会根据场地试验的实际坐标生成分布图，能够直观地在谷歌地图中表达试验数据和拟建项目的位置关系，更利于对勘察布置合理性的分析判断。

Fig1.3 场地试验分布

1.2 勘察数据管理

在GEO5中，勘察数据在大的方向分为两个阶段，勘察数据和柱状剖面如图：

Fig1.4柱状剖面

Fig1.5 从勘察数据到柱状剖面

两个阶段勘察数据的分别在于，勘察数据阶段的所有信息应该是勘察现场的第一手资料，由勘察人员进行完成。而柱状剖面中的各类场地试验信息是继承勘察数据中的内容，并结合岩土工程师对于场地和各类勘察数据的理解进行的一个调整，包括对于第一手勘察数据的检查校正，对于具体工程项目中对总体不影响或不对工程产生主要矛盾的岩土信息的合并或过滤，可以说在这里数据开始从原始第一手的真实完成过渡到实际设计建模阶段。

2 三维地质模型

依据已经输入并经过岩土工程师分析的勘察数据，我们可以进行后续的工作，即三维地质模型的建立。

2.1层序控制孔的建立

对于一个三维地质模型的建立，首先需要选择一个层序控制孔，选择的依据就是尽量容纳所有的地层，如果没有合适的钻孔可以借助某个相对完整的钻孔并添加虚拟的部分或者根据经验在合适的位置建立一个完全虚拟的层序控制孔。

Fig2.1层序控制孔的建立

2.2钻孔兼容性

在完成层序控制孔的建立之后，我们需要对其他参与建模的所有钻孔添加虚拟层，然后使所有钻孔处于激活状态。这样可以选择参与三维地质建模的钻孔。

Fig2.2钻孔兼容性的调整

2.3层级设置

在各类复杂的情况下，地层可能存在多个差异的顺序，这时候就需要定义每个层级，然后对于主层级的也进行一个排序，这样最终能够表达较为复杂的地质结构，如断层、褶皱等。

Fig2.3地层层级的调整

2.4模型生成

Fig2.4最终三维地质模型的生成

3三维地质模型到设计的应用

3.1地质剖面的生成

生成的三维地质模型可以在上面进行剖面图的制作，并且选择包含的勘察数据、里程、偏移等信息。

Fig3.1地质剖面试验数据的选择

Fig3.2 地质剖面

3.2地质剖面导入设计模块直接进行设计

生成的三维地质模型，能够在上面进行剖面的任意截取，然后针对重点需要支护设计的区域，GEO5具有强大的数据提取和交换能力，软件在截取剖面的时候能够提取勘察数据信息，自动赋予岩土参数及地下水等信息。这时候直接导入相关的设计模块就可以进行设计，省去了建模和参数设置等步骤，大大提升了设计的效率。同时由三维地质模型截取的剖面较直接由钻孔生成的二维剖面在实质三维上的空间有更高的真实和合理性。