基于BIM-计算一体化技术的盾构掘进对邻近管线影响的不确定性分析

发布时间：2020-06-22 23:36

【摘要】：随着网络技术的迅速发展,具有建造和运营维护可视化优势的BIM技术的应用范围越来越广,特别是在危险系数高、极具隐蔽性的岩土工程中具有广阔的发展潜力。但是,目前缺乏BIM软件与岩土工程计算软件的数据转换通道,导致BIM建模和工程计算建模只能分开重复进行,费时费力。本文旨在对BIM软件进行二次开发,构建BIM建模与工程计算一体化技术,并将该新技术应用于盾构掘进对邻近管线影响的不确定性分析,为构建可视化的城市基础设施灾变风险定量评估和预警管理平台奠定理论基础。主要工作内容如下:(1)编写了BIM软件与岩土工程计算软件之间的数据转换接口程序。由于BIM软件REVIT与工程计算软件FLAC~(3D)生成模型的方式不同,目前无法直接从REVIT导入FLAC~(3D),鉴于ANSYS与FLAC~(3D)接口程序已比较成熟,本文利用REVIT API对其进行二次开发,通过ANSYS将模型导入FLAC~(3D)中进行数值模拟工作,实现了BIM建模与工程计算一体化。应用实例表明,所开发的REVIT-ANSYS-FLAC~(3D)接口程序运行稳定,避免了BIM建模和工程计算建模重复进行,提高了分析、管理效率。(2)基于BIM建模与工程计算一体化技术展开了确定性分析,研究了土体参数和施工参数对盾构隧道施工引起邻近地下管线及地层附加响应的影响规律。结果表明,注浆压力对地下管线及地表沉降的影响较大,掌子面支护力对前方隆起的影响较大;管隧垂直时,隧道开挖引起的管线沉降曲线同Peck曲线相似;管隧平行时,开挖面前方最大剪应力随支护压力增大而增大,后方随支护压力增大而减小。(3)基于BIM建模与工程计算一体化技术和随机有限元方法展开了不确定性分析,研究了盾构隧道开挖时土体参数空间变异性和支护力、注浆压力的不确定性对邻近地下管线附加响应的影响规律和程度。分析结果表明,土体参数空间变异性服从对数正态分布,管线最大沉降值服从对数正态分布;在注浆压力服从正态分布的情况下,管线最大沉降值同时服从正态分布和对数正态分布。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU17;U455.43;TU990.3
【图文】：

视图,建模流程

16图 2-1 建模流程文的隧道模型构件采用新建族中的公制常规模型，在此框架下构建要的所有元件，主要采用拉伸的形式进行构件创建，将创建好的族族库中，形成一个完整的模型，并且可以在项目中的不同视图对族进2 所示。

赋值,影响规律,隧道,构件

图 2-2 隧道组成构件后期在不同参数下的影响规律研究，本文实行先建模后赋值的重利用。在建好模型后，材料的物理信息及其它数据信息将被的族构件当中，具体建模操作过程如下：立基本族构件，标注相应的尺寸、拉伸长度，如下图所示。图 2-3 隧道周围土体择相应的族，打开族类型，对其进行赋值，例如隧道周边部分

【参考文献】