中國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在交通建設(shè)中，為保障貫通，通常會(huì)進(jìn)行隧道、翻山等等工程的建設(shè)。而除了軌道線路的選擇問(wèn)題之外，我們還必須要面對(duì)地質(zhì)信息的問(wèn)題。那么BIM技術(shù)作為一個(gè)新技術(shù)，讓我們看看BIM技術(shù)在地質(zhì)中的研究應(yīng)用吧。
目前BIM技術(shù)運(yùn)用最多的就是建筑行業(yè)，利用大數(shù)據(jù)，3D可視化技術(shù)，碰撞檢測(cè)等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)統(tǒng)一化，施工過(guò)程可視化，施工自動(dòng)檢查，運(yùn)營(yíng)階段模擬等。從而提早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，調(diào)整施工工序等，為項(xiàng)目的建設(shè)提供有力保障。而該類工程大多位于同一地質(zhì)單元內(nèi)，廠區(qū)均有多條縱橫斷面控制，地質(zhì)模型較為簡(jiǎn)。若能夠合理選用三維可視化軟件，根據(jù)水土參數(shù)信息建立3D空間地質(zhì)模型，這樣可以讓設(shè)計(jì)人員清晰的看到地質(zhì)概況，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)荷載，變形要求，巖土參數(shù)等合理選用構(gòu)筑物，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)變更情況的發(fā)生。
地質(zhì)體和地質(zhì)信息是三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)，對(duì)地質(zhì)體的認(rèn)識(shí)，是建立在多種調(diào)查手段、勘探方法獲取的各種地質(zhì)信息的匯總，即綜合地質(zhì)信息。三維地質(zhì)建模，就是利用軟件平臺(tái)，將地質(zhì)體的所有地質(zhì)信息在空間形態(tài)直觀反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，三維地質(zhì)建模的核心內(nèi)容之一是構(gòu)建地質(zhì)層面，僅依靠鉆孔數(shù)據(jù)、地質(zhì)界線等原始數(shù)據(jù)無(wú)法滿足要求，需要科學(xué)的空間插值。三維地質(zhì)建模的總體思路是從點(diǎn)到線、面、體的空間發(fā)展延伸理念。
常用的三維地質(zhì)建模主要有兩種實(shí)現(xiàn)方法：
第一種是根據(jù)原始勘察的點(diǎn)數(shù)據(jù)源直接建模，如觀測(cè)點(diǎn)產(chǎn)狀、巖性、構(gòu)造信息，鉆孔、試坑分層信息，試驗(yàn)和原位測(cè)試成果等；
第二種方法是利用二維線狀成果構(gòu)造地質(zhì)層面，完成體建模。
地質(zhì)建模：
1、點(diǎn)鉆建模法該建模方法以現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察測(cè)繪原始點(diǎn)狀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，主要有：觀測(cè)點(diǎn)(包含地層巖性分布、地質(zhì)產(chǎn)狀、構(gòu)造等)，鉆探、挖探揭示的地層深度劃分，原位測(cè)試的動(dòng)探和標(biāo)貫數(shù)據(jù)等，室內(nèi)巖、土、水等試樣的測(cè)試數(shù)據(jù)，將上述所有地質(zhì)信息疊加到上一個(gè)BIM三維模型上，形成地質(zhì)體三維模型。
根據(jù)勘察點(diǎn)數(shù)據(jù)源直接建模，其程序后臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)對(duì)相鄰控制點(diǎn)的地層信息進(jìn)行相互判別，判斷不同地層面的連接關(guān)系，同一地層連結(jié)成線，多個(gè)鉆孔間用插值運(yùn)算連線，生成各自地層面，進(jìn)而形成三維地質(zhì)體。
2、剖切建模法目前二維設(shè)計(jì)過(guò)程中，傳統(tǒng)勘察手段獲取的地質(zhì)成果資料主要通過(guò)地質(zhì)平面圖和剖面圖進(jìn)行表達(dá)，并配合工程地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行說(shuō)明。研究發(fā)現(xiàn)，二維平面圖中點(diǎn)狀地質(zhì)信息(勘探點(diǎn)、產(chǎn)狀點(diǎn)、時(shí)代等)，在二維和三維設(shè)計(jì)過(guò)程中都較易表達(dá)，且地質(zhì)界線數(shù)量相對(duì)較少。
剖切建模法基于平縱橫斷面，首先將二維平面與剖面的地質(zhì)界線進(jìn)行三維空間投影換算，并在三維空間進(jìn)行地質(zhì)屬性匹配，配合其他輔助剖面等信息，完成地質(zhì)層面建立。根據(jù)地質(zhì)層面的空間分布，結(jié)合模型邊界范圍與封底高程，完成三維地質(zhì)體建立。
3、特殊地質(zhì)體建模自然界中的地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)體由于其空間形態(tài)的復(fù)雜性、非線性和不規(guī)則性，存在部分實(shí)體難以用較規(guī)則幾何算法或曲面直接表現(xiàn)，針對(duì)特殊地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)體，分析其特殊性，采用單獨(dú)建模方法。對(duì)褶皺、斷層、滑坡、溶洞、透鏡體等特殊地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)體進(jìn)行說(shuō)明。
褶皺的地質(zhì)建模主要受樞紐、軸面產(chǎn)狀及兩翼地層巖性和產(chǎn)狀的控制。
斷層建模應(yīng)分析斷層產(chǎn)狀、兩盤地層分布，并在后臺(tái)處理斷層與地層的相互切割關(guān)系。
滑坡建模主要由平面形態(tài)、主軸、橫斷面控制，并在自然界中經(jīng)常遇到多次分級(jí)滑動(dòng)的滑坡，各級(jí)滑坡存在相互覆蓋和切割關(guān)系，對(duì)三維建模帶來(lái)困難。當(dāng)滑坡體分布于整個(gè)地質(zhì)模型邊界時(shí)，模型邊界范圍與滑坡體發(fā)生切割關(guān)系，即僅有部分滑體位于模型范圍內(nèi)，建模時(shí)應(yīng)單獨(dú)考慮。
溶洞(土洞) 建模時(shí)，根據(jù)勘探成果首先完成斷面設(shè)計(jì)，且不同位置斷面幾何形態(tài)不同，再確定洞軸線空間分布，溶洞模型就是不同斷面沿軸線的空間掃略。完成幾何建模后，按溶洞實(shí)際充填情況和物質(zhì)種類進(jìn)行溶洞充填。
簡(jiǎn)單透鏡體可在空間按近似橢圓盤建模，復(fù)雜透鏡體建模與溶洞類似，先確定斷面形態(tài)，后在空間掃略。
而目前看來(lái)，BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用大多集中在上部結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)施工中，如何將BIM技術(shù)應(yīng)用到此類工程的地下工程或巖土工程勘察階段，是一個(gè)仍需討論的問(wèn)題。目前三維建模可以做較為簡(jiǎn)單的地質(zhì)模型，較為復(fù)雜的地質(zhì)模型則需要拆解分析之后，再進(jìn)行整合分析，這就要求在未來(lái)，相應(yīng)的地質(zhì)工程BIM軟件應(yīng)該形成統(tǒng)一的作業(yè)格式，便于各相關(guān)專業(yè)之間的信息數(shù)據(jù)傳遞和共享，相關(guān)專業(yè)人員也應(yīng)掌握和使用軟件，從而促進(jìn)BIM技術(shù)在工程地質(zhì)行業(yè)的技術(shù)革新與長(zhǎng)足發(fā)展。

陜西賓孚數(shù)字科技有限公司成立于2020年，注冊(cè)地在西安高新區(qū)。隸屬于陜西地礦科技產(chǎn)業(yè)股份有限公司二級(jí)單位。陜西賓孚是一支專業(yè)“BIM+”咨詢服務(wù)團(tuán)隊(duì)。積極探索BIM數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、深層地質(zhì)數(shù)據(jù)與信息化視頻技術(shù)的深度融合。以科技賦能與傳統(tǒng)專業(yè)雙輪驅(qū)動(dòng)，運(yùn)用自身優(yōu)勢(shì)服務(wù)于傳統(tǒng)建筑工程行業(yè)、地勘行業(yè)、能源行業(yè)。利用高新技術(shù)“BIM+”對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)痛點(diǎn)進(jìn)行有效耦合，幫助傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行數(shù)字化改革。公司致力推行“BIM數(shù)據(jù)平臺(tái)+專業(yè)顧問(wèn)”的創(chuàng)新服務(wù)模式，從客戶實(shí)際需求出發(fā)，為客戶量身定制專業(yè)的一站式整體解決方案，幫助客戶實(shí)現(xiàn)目標(biāo)價(jià)值。
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