CN108153985B - 一种轨道交通岩土工程三维智能信息*** - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种轨道交通岩土工程三维智能信息***，所述***包括：工程地质建模子***，用于将轨道交通岩土工程所涉及的工程数据资料、地层数据资料和钻孔数据资料，按照统一的格式和代码，进行录入、整理和保存；工程地质可视化子***，用于根据地层间的逻辑关系和所述地层数据资料，进行分层分析处理，生成地层结构的计算机几何网格模型；工程地质属性子***，用于根据所述钻孔数据资料和所述地层结构的计算机几何网格模型，形成立体的地层模型，该***可以提高数据的整合性和利用效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种轨道交通岩土工程三维智能信息***。
背景技术
近年来，我国的岩土工程勘测、设计工作取得了长足的进步，特别是计算机技术和现代科技技术的应用，更使岩土工程勘测、设计工作获得了迅猛发展，逐步形成了岩土工程信息***。
目前，交通岩土工程信息***主要包括：数据库、数据输入输出模块、专题制图模块、空间分析模块和土壤资源评价模块等。该***基于组件技术，在VC++开发环境下，借助MO、ADO控件等构件而成。
岩土工程信息的数据库以地理空间为背景，采用地理信息***(GeographicInformation System，以下简称：GIS)的海量数据处理技术，把不同时期、不同单元完成的处于分散、互不相关的工程地质资料数据建立起相互关系，并以一定的格式输入、存储，可随时查阅、检索及调用这些资料数据。
基于GIS的地铁隧道安全监测信息***，可以实现监测数据和图形位置的双向快速查询以及空间统计分析工作，为用户提供可视化的决策支持。该***主要以图形方式进行信息处理，监测点的分布及彼此之间的拓扑关系比较清晰。***以监测断面图和各测点布置图为基础，用矢量图形象地展现出各监测点等分布情况，通过图形实现信息的查询及空间统计等工作，动态管理监测数据，形成图文双向查询，并根据实际需要准确真实、文字图片相结合的方式呈现出来。
但是，现有的岩土工程信息***，仍然是简单地利用现成的商业化软件或数据库来装载数据，缺乏统一的概念模型、数据模型、数据标准和数据代码，缺乏统一的硬件和软件平台及接口，各单位分散开发，各行其是，数据的产生、整理、归档和建库是按项目要求进行的，运行环境大多数为单机，数据库的整合性差，利用率低。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种轨道交通岩土工程三维智能信息***，所述***包括：
工程地质建模子***，用于将轨道交通岩土工程所涉及的工程数据资料、地层数据资料和钻孔数据资料，按照统一的格式和代码，进行录入、整理和保存；
工程地质可视化子***，用于根据地层间的逻辑关系和所述地层数据资料，进行分层分析处理，生成地层结构的计算机几何网格模型；
工程地质属性子***，用于根据所述钻孔数据资料和所述地层结构的计算机几何网格模型，形成立体的地层模型。
本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***，通过工程地质建模子***将轨道交通岩土工程所涉及的工程数据资料、地层数据资料和钻孔数据资料，按照统一的格式和代码，进行录入、整理和保存，工程地质可视化子***根据地层间的逻辑关系和所述地层数据资料，进行分层分析处理，生成地层结构的计算机几何网格模型，工程地质属性子***根据所述钻孔数据资料和所述地层结构的计算机几何网格模型，形成立体的地层模型，可以提高数据的整合性和利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***的结构示意图，如图1所示，所述***包括：工程地质建模子***10、工程地质可视化子***11和工程地质属性子***12，其中：
工程地质建模子***10用于将轨道交通岩土工程所涉及的工程数据资料、地层数据资料和钻孔数据资料，按照统一的格式和代码，进行录入、整理和保存；工程地质可视化子***11用于根据地层间的逻辑关系和所述地层数据资料，进行分层分析处理，生成地层结构的计算机几何网格模型；工程地质属性子***12用于根据所述钻孔数据资料和所述地层结构的计算机几何网格模型，形成立体的地层模型。
具体地，本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***可以包括：工程地质建模子***10、工程地质可视化子***11和工程地质属性子***12。
所述工程地质建模子***10可以提供数据库操作功能，将轨道交通岩土工程所涉及的有关工程数据资料、地层数据资料和钻孔数据资料进行录入、整理和保存，在录入所述工程数据资料、所述地层数据资料和所述钻孔数据资料的时候，所述工程地质建模子***10可以设定统一的格式和代码，对轨道交通路线及影响区域内的地层进行筛选和编程录入，实现数据库的标准化和通用化，方便用户查询、检索所需要的钻孔数据资料、地层数据资料或工程数据资料。
所述工程地质可视化子***11可以利用地层间的逻辑关系，将地层数据资料进行分层分析处理，用曲面函数法进行地层面网格插值，最终判断并生成复杂地层结构的计算机几何网格模型。
所述工程地质属性子***12可以利用钻孔数据资料以及生成的地层结构的计算机几何网格模型，形成立体的地层模型。所述工程地质属性子***12可以将所述地层模型进行显示，以供用户从各个角度直观地了解地下土层和岩层情况。
本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***，通过工程地质建模子***将轨道交通岩土工程所涉及的工程数据资料、地层数据资料和钻孔数据资料，按照统一的格式和代码，进行录入、整理和保存，工程地质可视化子***根据地层间的逻辑关系和所述地层数据资料，进行分层分析处理，生成地层结构的计算机几何网格模型，工程地质属性子***根据钻孔数据资料和地层结构的计算机几何网格模型，形成立体的地层模型，可以提高数据的整合性和利用效率。
可选的，在上述实施例的基础上，所述***包括：工程地质建模子***、工程地质可视化子***、工程地质属性子***和设计分析子***，其中：
设计分析子***用于根据所述钻孔数据资料和实际场地的岩土信息，建立岩土工程虚拟场地。
具体地，本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***可以包括：工程地质建模子***、工程地质可视化子***、工程地质属性子***和设计分析子***。其中，所述工程地质建模子***、所述工程地质可视化子***和所述工程地质属性子***，已在上述实施例中详细描述，此处不再赘述。
所述设计分析子***可以根据已有的钻孔数据资料，将实际场地的岩土信息通过计算机技术，所述计算机技术可以包括：GIS技术、图形图像技术和数据库技术，建立一个岩土工程虚拟场地，
所述设计分析子***可以结合成熟的ABAQUS计算软件，实现岩土工程虚拟场地的虚拟设计，并实现与CAD交互，使设计施工图自动生成。
本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***，通过设计分析子***根据钻孔数据资料和实际场地的岩土信息，建立岩土工程虚拟场地，可以实现轨道交通线路模型中任意剖面生成、地层与水位面及工程实体相交等三维空间分析功能。
可选的，在上述实施例的基础上，所述***包括：工程地质建模子***、工程地质可视化子***、工程地质属性子***和实时监测子***，其中：
实时监测子***用于实时监测轨道交通线路的岩土参数；其中，所述岩土参数包括：应力、地层应变和地层沉降。
具体地，本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***可以包括：工程地质建模子***、工程地质可视化子***、工程地质属性子***和实时监测子***。其中，所述工程地质建模子***、所述工程地质可视化子***和所述工程地质属性子***，已在上述实施例中详细描述，此处不再赘述。
所述实时监测子***可以实时监测轨道交通线路在施工过程和运行过程中的岩土参数，其中，所述岩土参数可以包括：应力、地层应变和地层沉降，以供用户进行查询。
本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***，通过实时监测子***实时监测轨道交通线路的岩土参数，可以实时反馈土体的应力、应变和沉降等情况，可以为乘客的人身安全提供保障，使得所述***更加科学。
可选的，在上述实施例的基础上，所述***包括：工程地质建模子***、工程地质可视化子***、工程地质属性子***、数据库管理子***，其中：
数据库管理子***用于负责所述轨道交通岩土工程信息***内的数据交互管理。
具体地，本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***可以包括：工程地质建模子***、工程地质可视化子***、工程地质属性子***和数据库管理子***。其中，所述工程地质建模子***、所述工程地质可视化子***和所述工程地质属性子***，已在上述实施例中详细描述，此处不再赘述
所述数据库管理子***可以采用静态链接库的方式，通过ODBC方法建立数据库，在后台负责***操作中的数据交互。所述数据库管理子***可选择性地链接Access或SQLSever为数据库开发平台，并实现数据格式的相互转换。
所述数据库管理子***可以将岩土工程中的地质信息、监测环境量、监测信息、设计资料及施工信息等进行入库存储、编辑、条件输出管理。
本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***，通过数据库管理子***负责轨道交通岩土工程信息***内的数据交互管理，使得所述***更加科学。
可选的，在上述实施例的基础上，所述设计分析子***还用于：
从所述岩土工程虚拟场地中，提取地层参数信息，对所述地层参数信息进行分析，得到最优化地质参数。
具体地，上述实施例中所述的设计分析子***可以从岩土工程虚拟场地中，提取地层参数信息，基于实时数据的地层参数反分析，获得更加合理可靠的地层参数指标，即最优化地质参数，可以大大减少工程量，节省工程造价。
可选的，在上述实施例的基础上，所述实时监测子***还用于：
将所述岩土参数与预设的岩土参数阈值或标准的岩土参数云图作对比，对所述轨道交通线路进行安全性评估分析。
具体地，上述实施例中所述的实时监测子***，可以将实时监测到的岩土参数与预设的岩土参数阈值作对比，如果实测的岩土参数的值大于对应的岩土参数的阈值，则所述实时监测***可以发出预警，说明轨道交通线路出现安全隐患。
所述实时监测子***也可以将实时监测到的岩土参数与标准的岩土参数云图作对比，根据对比的结果，判断实测的岩土参数是否出现异常，如果出现异常，则所述实时监测***可以发出预警。
本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***，通过实时监测子***将实测的岩土参数与预设的岩土参数阈值或标准的岩土参数云图作对比，根据对比的结果，对轨道交通线路进行安全性评估分析，可以为乘客的人身安全提供保障，使得所述***更加科学。
可选的，在上述实施例的基础上，所述工程地质属性子***还用于：
转动、缩放和任意切割所述地层模型。
具体地，上述实施例中所述的工程地质属性子***，可以将生成的地层模型进行转动、缩放或切割任意剖面，以便用户获取到指定地层的具体信息。
本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***，通过工程地质属性子***转动、缩放和任意切割地层模型，可以实现对轨道交通线路中任意剖面的生成、地层与水位面及工程实体相交等三维空间分析功能，使得所述***更加科学。
下面，以一个具体的实施例详细地描述本发明实施例提供的技术方案。
以郑州市地铁1号线2标段为例，建立郑州市轨道交通岩土工程三维智能信息***。首先，收集与整理郑州市区及地铁1号线岩土勘察资料。在上述资料的基础上，建立郑州标准化地层，并通过专家论证。然后，收集郑州市最新卫星地图数据、地表地形数据，并在测绘部门的配合下，对1号线2标段所在位置进行矢量化处理。进行数据库结构分析与设计，并将1号线2标段钻孔数据资料进行标准化地层处理，并录入到数据库，形成1号线2标段岩土工程信息库。可以根据录入的钻孔数据资料，进行土层空间拓扑分析，实现1号线2标段工程地质三维建模。建立1号线2标段数据库管理子***，实现各种原始数据、图像、图件、文字报告的综合动态管理初步实现岩土工程实时信息显示、查询、可视化操作。可以根据多个地铁勘察钻孔数据资料，利用Arc GIS组成计算机虚拟场地，并采用ABAQUS对正在建设的郑州市地铁1号线上任意处，进行隧洞、衬砌的应力、应变分析与地面沉降计算。由于分析、计算能随时随地地快速进行，能同监测数据对照，对于保证工程安全施工有较大的裨益。
根据整合的GIS地层资料，依据实际土层土样的动力试验参数，利用一维弹性柱，模拟地铁场地的运行竖向振动，并输入实际地铁运行时程，在计算时考虑了土的非线性模型和伪阻尼，最后根据振动反应计算的结果对场地的地铁振动环境影响作出评价。
通过将实时监测数据在地铁GIS数字化地图上显示，直观地展示目前地铁施工、营运的安全情况，一旦出现预警情况可发信息给相关的管理人员提醒。同时，利用该***实时监测到的施工或运行期的隧道结构与地层的受力状况和扰动量，反演计算地铁工程中地质的参数和初始状态，并且通过对实测的数据的分析，我们可以反演分析得到最优地质参数，为隧道的设计优化提供了有效支持。
本发明实施例提供的轨道交通岩土工程三维智能信息***，建立了一个具有工程信息***管理功能和专业化分析能力的轨道交通评判与决策***，为轨道交通工程信息***管理、物理建模、岩土参数选用和土体稳定监测提供方便、可靠技术支持平台；该***通过将已有大量地质资料数据从纸质材料变成电子材料，且实现了信息电子查询，节省了大量的人力查询，节省了大量的重复工作，大大提高工作效率；该***不仅能够提供地铁线路任意剖面地质资料的查询，更能够查询地铁线路任意剖面的设计结构图资料，实现较好的经济效益；通过该***可以根据已有的地质资料来查询未知区域的模拟钻孔信息，为规划建设新的地铁线路作可行性研究提供了非常有价值的依据；该***可以包括某一地区大范围内的基本地质信息，建立起相应地质专家库***，可以为后续线路的规划、设计和施工提供指导性的地质意见。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.一种轨道交通岩土工程三维智能信息***，其特征在于，包括：
工程地质建模子***，用于将轨道交通岩土工程所涉及的工程数据资料、地层数据资料和钻孔数据资料，按照统一的格式和代码，进行录入、整理和保存；在录入所述工程数据资料、所述地层数据资料和所述钻孔数据资料时，所述工程地质建模子***设定统一的格式和代码，对轨道交通路线及影响区域内的地层进行筛选和编程录入，实现数据库的标准化和通用化，方便用户查询、检索所需要的钻孔数据资料、地层数据资料或工程数据资料；
工程地质可视化子***，用于根据地层间的逻辑关系和所述地层数据资料，进行分层分析处理，用曲面函数法进行地层面网格插值，生成地层结构的计算机几何网格模型；
工程地质属性子***，用于根据所述钻孔数据资料和所述地层结构的计算机几何网格模型，形成立体的地层模型；
数据库管理子***，用于负责轨道交通岩土工程信息***内的数据交互管理；
所述数据库管理子***采用静态链接库的方式，通过ODBC方法建立数据库；所述数据库管理子***用于将岩土工程中的地质信息、检测环境量、监测信息、设计资料及施工信息进行入库存储、编辑和条件输出管理；
实时监测子***,用于实时监测轨道交通线路在施工过程和运行过程中的岩土参数；其中，所述岩土参数包括：应力、地层应变和地层沉降；
所述实时监测子***还用于：将所述岩土参数与预设的岩土参数阈值或标准的岩土参数云图作对比，对所述轨道交通线路进行安全性评估分析；通过实时监测子***实时监测轨道交通线路的岩土参数，实时反馈土体的应力、应变和沉降情况，为乘客的人身安全提供保障；
还包括：
设计分析子***，用于根据所述钻孔数据资料和实际场地的岩土信息，通过计算机技术，建立岩土工程虚拟场地；实现轨道交通线路模型中任意剖面生成、地层与水位面及工程实体相交这些三维空间分析功能；所述计算机技术包括：GIS技术、图形图像技术和数据库技术；所述设计分析子***结合成熟的ABAQUS计算软件，实现岩土工程虚拟场地的虚拟设计，并实现与CAD交互，使设计施工图自动生成；
设计分析子***从岩土工程虚拟场地中，提取地层参数信息，基于实时数据的地层参数反分析，获得最优化地质参数。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述设计分析子***还用于：
从所述岩土工程虚拟场地中，提取地层参数信息，对所述地层参数信息进行分析，得到最优化地质参数。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述工程地质属性子***还用于：
转动、缩放和任意切割所述地层模型。
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