基于Delaunay构网的地层3D TEN模型及建模

构建真三维的地层模型是地质学、三维GIS、科学可视化及工程应用领域共同关心的课题。在总结当前的三维地层建模理论与方法的基础上,提出了地层的真三维四面体模型。该模型将地层钻孔数据离散为点源性息,采用Delaunay四面体化算法构建三维地层,并对地层尖灭、断层等突变信息的处理进行了探讨。最后给出了该方法在典型地层和工程应用中的实例。该模型体现了TEN便于存储、快速可视化等优点,建模方法则充分利用计算机。     

厦门翔安海底隧道数字化建模技术

围绕厦门翔安海底隧道工程，首先在总结当前三维地层建模理论与方法的基础上，建立该工程的三棱柱地层实体模型。该模型将地质勘察钻孔数据离散为点源信息，采用Delaunay三角化算法对钻孔点的平面点集进行二维构网，由网格节点之间的联接关系所确定的钻孔之间的联接关系将钻孔连接成地层的三棱柱体表达，该模型体现便于存储、快速可视化和便于空间分析等优点。然后在三维图形平台上进行了隧道及附属设施的三维建模。最后在此基础之上实现基于数字模型的信息查询、地层剖切、地层开挖等空间分析功能。     

3D激光扫描技术在建筑施工过程中的应用

3D激光扫描技术是一门新兴的测绘技术,能够非接触高速精确地获取目标物的三维坐标数据。在建筑施工过程中可以利用该技术获取建筑的空间点云数据,建立真实的三维建筑模型。以横琴国际金融中心大厦项目为例,介绍3D激光扫描技术在建筑施工过程中的数据获取方法与运用方式。项目过程中通过3D激光扫描仪对建筑进行扫描,利用RealWorks软件处理点云数据,获得精确的建筑模型;并在此基础上通过模型提取尺寸信息,代替实测实量;将BIM模型与点云模型比对辅助结构验收;辅助机电幕墙等其他专业的施工。     

基于PFC~(2D)的复杂地层中振冲碎石桩处治效果分析

介绍了PFC数值模拟的程序,采用二维颗粒离散元法PFC~(2D)的方式,对振动碎石桩处治复杂地层的效果进行了数值计算,通过碎石桩处治前后的地层沉降位移,反映出碎石桩对复杂地层的加固效果。     

数据机房工程4D施工技术

为提高数据机房工程的施工效率与管理水平,利用建筑信息模型(BIM)技术进行三维建模,建立用于进行虚拟施工和施工过程控制的3D深化模型。利用Navisworks软件实现机房工程3D模型与施工进度计划及后期运维信息融合,实现数据机房4D施工模拟。通过4D施工技术集成机房施工过程各阶段和各方面的信息,补充深化设计,优选可视化方案以解决碰撞冲突,取得了实际成效。     

建筑业项目各参与方应用4D信息模型的受益对比分析研究

随着建筑业4D信息模型的应用日趋广泛，其应用效果也越来越受关注。很多学者都对4D信息模型的应用做过研究，但这些研究大都局限于个别项目，难以从整体上把握其应用效果。在对北美和欧洲应用4D信息模型的22个建设项目的实际应用效果进行统计分析后，从组织和过程两方面研究了4D信息模型应用过程中项目各参与方的受益情况。分析结果表明4D信息模型的受益方包括承包商、CM方、业主和设施管理方等，其中承包商和CM方是最大的受益方且受益程度要远高于业主和设施管理方。     

基于3D Mine-ANSYS-FLAC~(3D)软件的三维地质数值建模方法

针对FLAC~(3D)建立复杂三维地质数值模型难度较大的问题,提出了一种快速有效的建模新方法。该方法首先利用3D Mine软件对Auto CAD平面图中的等高线和钻孔数据进行三维可视化操作,并输出为地层实体SAT文件或XY平面上等间距的三维坐标数据,利用自编程序将三维坐标数据转化为ANSYS可以识别的APDL语言文件后生成多个实体模型,经过ANSYS布尔操作、划分网格后利用接口程序导入FLAC~(3D),从而实现直观、快速地创建复杂地质体FLAC~(3D)模型。该方法在四川峨胜石灰石矿山三维地质数值建模中得到了实际应用,结果表明该方法是完全可行和有效的。     

基于改进的CEMHYD3D模型模拟水泥水化微结构演变过程

将二维与三维不规则颗粒的重构方法引入到CEMHYD3D模型之中,提出了改进的CEMHYD3D水化模型.利用该模型,分别对水泥基材料的水化进程、水化放热量、C-S-H含量、CH含量、孔隙率和孔隙连通度进行了模拟与验证.通过与实测数据(各组分含量、孔隙率、水化放热信息等)进行对比,验证了改进的水化模型具有较高的精度.     

复杂地质体的FLAC~(3D)数值模型建立方法

探讨了FLAC~(3D)建立复杂地质体模型的方法,通过分析FLAC~(3D)和其它数值分析软件计算模型中节点、单元和分组信息的差异,提出了利用其它数值分析软件计算模型获取FLAC~(3D)计算模型的方法,为利用Hypermesh、ICEMCFD等前处理软件进行FLAC~(3D)建模提供了新思路。通过对ICEMCFD等前处理软件建立模型的数据转换,方便地获得了FLAC~(3D)计算模型并成功的导入到FLAC~(3D)中,大大提高了FLAC~(3D)建模效率。     

MIDAS/GTS-FLAC~(3D)耦合建模新方法及其应用

针对FLAC3D面向复杂地质体与结构工程前处理建模存在的技术困难与不足,提出MIDAS/GTS-FLAC3D耦合建模新方法。即先利用MIDAS/GTS进行三维几何建模和网格划分,然后,基于对两类软件中单元、节点数据关系的差异分析,应用MATLAB编写MIDAS/GTS-FLAC3D接口程序,实现了MIDAS/GTS环境下建模的单元、节点信息导入FLAC3D的数据转换。通过下伏采空区矾水沟大桥-师婆沟隧道复杂工程建模实例,验证了MIDAS/GTS-FLAC3D耦合建模方法的可行性和有效性,为FLAC3D构建三维复杂工程模型提供了新的思路。     

基于G-maps拓扑数据模型的三维地质建模方法

三维地质建模是数字城市、矿山、石油等领域进行地下空间数字模拟的关键技术,本文研究了基于G-maps拓扑数据模型的三维地质建模方法。G-maps拓扑数据模型通过三个迭代函数完全表达了三角形内结点、边和三角形单元之间的拓扑关联信息。基于G-maps拓扑数据模型进行Delauany构网时,不仅能加快构网速度,同时也保存了三角单元内与单元间的拓扑关系。利用Delaunay三角构网,建立钻孔之间的拓扑关系,实现了基于三棱柱模型的三维地质建模。由于采用G-maps拓扑数据模型,对于新获取的钻孔数据可以很容易获取该钻孔对模型的影响区域,快速的插入钻孔信息,使得局部地层能够动态更新。     

IDL在三维地层可视化中的应用研究

本文以钻孔资料为源数据,利用IDL语言强大的数据处理与图形显示功能,分别使用多层DEM表面模型法和实体模型法构造地层三维模型,实现了地层的平移、旋转、缩放、透明等多种控制操作。并实现了任意点地层分布查询、任意剖面切割、属性查询等分析功能,从而尽可能模拟现实世界,增强三维地层的真实感。最后,将其应用于实际工程中,验证了其合理性和实用性。     

三维可视化建模技术在岩体质量评价中的应用

 岩体的结构特征对岩体工程施工有着重要影响,因此,正确进行岩体质量评价对工程设计和建设具有十分重要的意义。通过对大量数据的采集分析,运用三维可视化工程软件,以一种新的数据结构和方法建立工程结构和地质体三维线框和块段模型,并采用地质统计学方法对三维地质块段进行质量评价指标有效估值,最后按照空间图形集合运算算法,将不同指标的块段模型合并到一起,对岩体质量进行分析评价。将上述理论方法应用到金川III矿区的矿岩可崩性研究中,获得良好的应用效果。     

三维地层构造的块体理论方法

三维地层建模方法是地层可视化研究的关键问题之一,主要有面建模和体建模方法两大类。本文针对体建模问题,探讨了一种通过块体理论构造三维地层的新方法。该方法将地层区域内部结构面和边界面作为某虚拟岩体的裂隙面,这些裂隙面可将地层区域全部切割成有限块体;将虚拟岩体的剩余部分切割成一定数目的无限块体和有限块体,利用块体理论中块体的矢量判别法判别出地层区域内的有限块体,并求出其顶点坐标及其在各侧面上的排列顺序后,即完成三维地层的构造和剖分过程。在此基础上通过OpenGL绘制地层块体,从而实现三维地层可视化。     

基于多层DEM的地层三维建模与可视化

在对钻孔数据进行信息提取基础上,将研究区钻孔所揭示地层按照地层沉积顺序进行编号,以钻孔孔口坐标为基准,结合区域边界条件,采用Delaunay三角网格剖分方法,建立各层不规则三角网;在对地层层面进行相交处理后,进行层面缝合构建基于多层DEM的地层实体模型.该方法相对体模型拓扑结构简单,建模速度快,易于进行剖切分析.     

管线三维可视化建模

从基于切片建立三维几何模型的思路出发采用三维Delaunay算法提出了一个新的地下管线(或地铁区间隧道)的三维可视化建模方法。该方法能自动对弯管建模进行处理,适于快速建模且适用面广。建立的管线三维可视化模型采用三角形片面边界表示,有利于管线数据结构的表达与快速可视化,及拓扑查询、面积体积运算等空间分析操作和应力应变分析、地铁、管线规划等专业领域应用。     

3D Object Classification Using Geometric Features and Pairwise Relationships

Object classification is a key differentiator of building information modeling (BIM) from three‐dimensional (3D) computer‐aided design (CAD). Incorrect object classification impedes the full exploitation of BIM models. Models prepared using domain‐specific software cannot ensure correct object classification when transferred to other domains, and research on reconstruction of BIM models using spatial survey has not proved a full capability to classify objects. This research proposed an integrated approach to object classification that applied domain experts’ knowledge of shape features and pairwise relationships of 3D objects to effectively classify objects using a tailored matching algorithm. Among its contributions: the algorithms implemented for shape and spatial feature identification could process various complex 3D geometry; the method devised for compilation of the knowledge base considered both rigor and confidence of the inference; the algorithm for matching provides mathematical measurement of the object classification results. The integrated approach has been applied to classify 3D bridge objects in two models: a model prepared using incorrect object types and a model manually reconstructed using point cloud data. All these objects were successfully classified.     

基于GIS和体视化技术的工程场地地震液化势3D可视化

工程场地地震液化势三维模型的建立及可视化研究的目的是用三维图形来描述地震动作用下场地液化势的空间分布特性,以此为城市防震减灾工作提供相应的支持。采用具有概率意义的饱和砂土抗液化强度经验公式来对场地进行地震液化势概率评价;采用一种基于"块"模型的数据结构来描述场地液化势三维实体;结合Kriging插值法和体视化技术进行场地液化势的三维可视化建模。研究表明:采用"块"数据模型来分割模拟三维液化势场,利用Kriging法对工程场地地震液化势进行空间数据三维插值,有助于揭示勘探孔以外任意空间点的土层液化势信息;基于液化势概率评价结果和体视化技术,采用Kriging插值法,以不同的色标体现场地液化势的风险程度,可以直观的三维图像形式呈现场地液化势的空间分布特性和变化趋势,通过剖切自动生成指定位置的二维剖面和三维切割体,工程场地液化势的三维分布特性得到有效的表达。