数字化隧道工程及其在海底隧道工程中的应用

讨论了三维数字化隧道工程的定义和三维数字化工程主要研究的内容，重点讲述了应用非约束Delaunay方法实现三维数字地层建模和隧道及附属物建模的方法，并把该方法运用到海底隧道工程数字化实例中取得了很好的效果。     

3D GIS地下工程数字化信息系统研究与实现

地下空间时代即将到来,寻求科学规划、设计、管理地下工程的方法和手段成为当今研究热点。基于3D GIS思想,突破传统思维,应时代需求,研发集编辑修改、查询分析、三维漫游展示于一体的地下工程数字化信息系统。采用二、三维一体化技术,同时实现地上、地下空间三维可视化表达和空间分析。改善了以往地下工程信息系统较少涉及地面三维信息化的状况,实现了地上地下信息集成统一;并集成开发了地下结构计算分析模块,实现了隧道、基坑工程配筋设计、稳定分析等功能,并可输出标准设计图纸。其成果可有效辅助地下空间规划、开发和利用。系统开发经验可为其它类似软件开发提供参考。     

地下工程逆作法数字化施工平台的研发及应用

为应对地下工程实施难度和建设风险增长,施工现场管理水平要求不断提升的情况,创新开发了专业的数字化施工平台。平台实现了地下工程关键信息数据实时显示、基坑作业面的全过程监控、基坑风险的自动化预警等功能,构建了施工项目管理的新模式,总结了平台中的重点和亮点,以期为后续研究者提供解决问题的思路。     

数字地下空间与工程

从当今信息化技术在岩土及地下工程的研究现状与趋势出发,系统完整地提出了数字地下空间与工程的概念,即为地下空间与工程提供开放的信息组织方法和信息发布框架,建立完整的数据标准及数据处理方法,并提供可视化手段及相关软件。首先对地下空间与工程的基本理论框架体系进行了研究,分别从工程、信息、服务和软件架构四个角度对体系进行描述和定义,给出了地下空间与工程的数据分类体系与数据标准化方法,将地下空间与工程中的对象建模分为地质体建模、地下管线建模和地下构筑物建模三大类,并对建模方法分别进行详细阐述。然后对空间查询与空间分析方法进行了探讨,在三维可视化与虚拟现实技术方面,提出了应用时应当遵循的一些基本准则。最后结合上海长江隧道的实际工程,进行了尝试和应用。研究结果表明,数字地下空间与工程是一个信息的发布与共享平台,也是一个地下空间与工程的数字化博物馆,通过它能使复杂的地下空间与工程透明化,真正实现对庞杂的工程资料综合动态管理,提高数据可视化程度,充分体现出工程信息的价值,提高工程效率,实现工程智能决策。还阐述下一步应重点开展的一些研究工作。     

地下工程问题的可视化分析方法

针对地下工程施工的特点和目前数据分析中所存在的问题,对地下工程问题分析中应用科学计算可视化分析方法进行了研究;结合体视化的算法思想,建立了地下工程问题的可视化分析方法;提出了采用基于表面重建和直接体视的算法来实现地下工程问题的可视化解决方案,并对地下工程施工的可视化分析方法进行了探索。     

三维地层信息系统及其力学分析功能研究

博士论文摘要 本论文旨在将三维地层信息系统和有限元分析方法有机地结合起来，建立一套既具有信息技术特点又能满足岩土工程需要的三维地层信息系统。重点研究了以下几个方面的问题： (1) 探讨了三维地理信息系统的有关基本问题，分析了三维地理信息系统的数据模型和数据结构，指出了三维地理信息系统所面临的有利条件和困难。 (2) 根据对地下工程中有限元网格划分的基本原则和要求的研究，阐明了三维地层信息系统中可视化网格不能直接用于有限元分析的原因。研究了通过关键点类得到控制地层形状的关键点，再采用自底向上的方法建立有限元模型重新进行网格划分。 (3) 提出了一种适于三维可视化和有限元分析的L-W拓扑模型。由于三维地层信息系统中地层模型是由地层上下面插值形成的格网对应连接而成的六面体构成，所以该模型通过对网格图的拓扑分析，能自动得到控制地层形状的关键点。(4) 研究了三维地层信息系统与有限元分析集成的方法。通过比较分析，采用动态链接方法，即将有限元分析模块编译为动态链接库，采用混合编程的方法集成于统一的界面中。 (5) 对32位Fortran与Visual C++的混合编程进行了较为系统的探索和研究。指出关键问题是如何使两种语言在标识符命名约定、参数传递方式和参数数据类     

基于GIS的建筑工程数字化施工管理系统

地理信息系统是一门集测绘与遥感技术、信息处理技术、管理和统计等现代技术综合的新兴学科。建筑工程施工阶段受自然、社会因素的影响,易产生损失甚至失控的现象,随着“数字化”时代的来临,数字化施工管理成为一种新的管理途径。文章从数字化施工管理的概念出发,基于地理信息系统建立可视的工程项目施工管理系统。该系统以三维模拟、数据采集与查询、人机交互、施工管理为核心,可直观表达施工过程,加强施工管理与控制。     

可视化地层模型信息系统在地面沉降研究中的应用

在我国多个城市发生了由于地下水过量开采而引起的地面沉降现象,并由此造成了重大的环境问题和经济损失,预测与控制地面沉降已经成为这类城市发展中必须面对的问题。基于地面沉降产生的机理,在GMS平台上建立了第四系地层三维可视化地层模型信息系统,该系统可以直观地显现不同性质土层的空间展布形态和空间组合特征,实现了研究区地层的拆分与组合,剖面的任意切割与显示,指定深度切割水平剖面,任意视角观测地层等地层信息的三维可视化直观表达,为研究地面沉降问题提供了宝贵的资料信息和有利条件。     

三维可视化技术在城市燃气数字化治理的应用

通过分析游戏引擎、WebGL、三维GIS三维可视化技术的特点,从数据类型、成本投入、项目特点、应用需求方面研究城市燃气三维数字化治理方案的技术路线,给出3个城市燃气三维数字化治理方案的典型案例。     

能源地下工程的概念、应用与前景展望

将地源热泵系统的热交换环路管埋入地下结构基坑围护结构内、基础底板下、桩基内、地铁隧道内以及新奥法施工的隧道内，形成能源地下工程。提出了能源地下工程的概念，综合分析了各种地源热泵系统开发地热能技术的优缺点，介绍了能源地下工程技术在奥地利维也纳地铁二号线延伸段的实际应用情况，并简单总结了能源地下工程应用前景和理论研究进展情况。能源地下工程是传统地源热泵技术的继承和发展，它克服了传统地源热泵系统占地和初始成本高的缺点，在我国人口密集的城市地区具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。     

量测与监控在地下工程中的应用

从量测的有关技术规定、常用方法、量测计划、量测数据分析与反馈等方面介绍了量测与监控在地下工程中的应用。     

大型矿山岩土工程可视化模型与应用

建立完善的矿山岩土工程三维可视化模型，适时、较准确地为矿山岩土工程稳定性分析与评价提供模型资料，为岩土工程师对矿山岩土工程问题的正确判断、分析提供综合信息，是矿山岩土工程发展的一个方向。结合矿山岩土工程信息的特点，运用计算机组件技术，实现矿山岩土工程信息计算机图形可视化，并将其成功应用于矿山岩土工程实际。     

地下水封裸洞储存LPG耦合问题的变分原理及应用

基于地下水封裸洞储存石油液化气的原理，给出了相应于水封裸洞气机理的应力场、渗流场以及储气场耦合系统的变分原理，并建立了以结点位移和孔隙水压力为未知量的有限元列式。通过编程并应用于工程，证明了其合理性。     

诱导缝在地下工程中的应用与分析

常州客运中心预留地铁站房工程通过设置诱导缝,将车站结构沿纵向分解成不同的施工段,对止水带和封头模板进行处理,分层浇筑混凝土,保证诱导缝施工质量。工程完成后任取两块墙板进行裂缝描述分析,结果表明,地下工程中设置诱导缝,并经过针对性的施工过程后,可使裂缝集中在诱导缝处出现,不仅可大幅减少裂缝的数量,还可降低外墙防裂工程费和防渗维护费。     

DDA 数值模型及其在 岩体工程上的初步应用研究

根据已初步开发出的ＤＤＡ模型计算程序，分别就某工程试验洞洞挖和边坡明挖问题进行了计算，并与有限元结果进行了比较。两种开挖问题计算结果表明，ＤＤＡ模型计算结果在岩体开挖位移形态及位移量级上与有限元及实际位移监测结果都具有较好的可比性，说明该模型所反映的岩体开挖变形趋势是符合实际的，分别就ＤＤＡ模型应用于岩体洞挖和明挖计算时所存在的问题进行了讨论，包括岩体开挖荷载施加方式、块体界面特性模拟以及块体系统嵌入差别等问题。     

水电工程地下厂房数据库系统的开发及应用

 基于百余个水电站地下厂房资料,采用SQL Server 2005设计后台数据库,C#编程语言作为前台开发工具,开发“地下厂房数据库系统”,达到对水电工程地下厂房重要设计参数及洞室围岩稳定计算分析成果的数据存储、检索、统计、分析的目的。该数据库收录上百个实际工程关于工程介绍、地质条件、地应力场、厂房规模、锚固支护设计、开挖方案设计、反演分析、渗流场分析、围岩稳定分析等方面的内容。该系统实现地下厂房设计及围岩稳定分析工程类比的方法及数据分析的功能,并以云南澜沧江黄登水电站地下厂房为例,通过厂房特征参数检索数据库,得到相关工程,配合使用经验支护参数,实现对黄登地下厂房主厂房支护参数的设计,并运用三维弹塑性有限元软件进行数值分析,验证其合理性。同时,该系统能够利用全面的数据资料充分发掘蕴藏于丰富地下厂房资料中的各种数字特征、从而深化对水电工程地下厂房工程的各种规律性认识,为开发、设计地下厂房专家库系统,并建立全面而系统的地下工程围岩稳定分析和预测方法奠定基础。     

松动圈分区模型及其在地下工程反馈分析中的应用

 在地下洞室的开挖过程中,由于爆破以及其他施工操作的影响,将会在洞室周围的岩体中产生出一个松动圈。介绍几种松动圈模型及其在数值分析中对松动圈的处理方法;结合洞室开挖后围岩松动圈形成及分布的差异性,提出一种更适合于大型地下厂房复杂洞室群位移反馈分析的分区分级频率–位移相关松动圈模型,并介绍其在锦屏一级水电站地下厂房洞室群施工期反馈分析中的应用,借此验证考虑松动圈的反馈分析方法的合理性及提出的松动圈反馈模型的地下工程适用性。     

隧道掘进机在中国地下工程中的应用现状及前景展望

The application of tunneling machine to Chinese underground engineering construction is outlined, and its future prospect is forecasted in the light of the requirements for Chinese underground engineering construction in the 21^st century， Further suggestion is put forward on the effective use of tunneling machine.