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岩土工程技术发展及应用研究
三维地质模型是一种能够直观表达岩土工程地质结构和特征的三维数字模
型，相比传统的二维地质图，可以帮助勘察设计人员对地质条件有更为精准的判
断。三维地质模型作为 BIM 模型的一个重要组成部分，是工程领域开展 BIM 正
向设计的关键源头数据之一，可以提供更精确的岩土工程各类地质信息，从而提
高 BIM 模型的完整性和准确性，帮助实现对建筑项目的全方位、多角度、多层
次的分析和优化，提高工程建设质量和效率。因此三维地质模型也是勘察设计数
字化发展的起点与基石。相比传统基于二维图纸上的工作模式，三维地质模型的
主要特征及优势有以下几点。
（1）地质条件可视化
三维地质模型可以根据钻孔信息、横断面、纵断面等各类勘察数据或图纸，
融合多源勘察数据形成统一的三维地质模型，更直观、准确地展现地层岩性、构
造等工程地质特性，辅助岩土工程设计。
（2）辅助钻孔布置
通过勘察各阶段生成的三维地质模型展现出的可视化工程地质信息，可以更
精确且有针对性地辅助需要进一步调查的重点复杂区域生成钻孔布置方案。例如
在近些年应用愈加广泛的各类定向钻探技术中，利用随钻测量系统所得的相关钻
孔参数在三维地质模型中建立钻孔轨迹模型，可以更准确地模拟钻孔轨迹，展示
钻孔实际轨迹与设计轨迹间的空间位置关系，从而实时动态调整钻孔钻进方向，
实现定向钻孔预期效果。
（3）设计施工协同仿真计算
目前，数值模拟是利用计算机对岩土工程力学特征分析的最有效和常用的方
法，如 MIDAS、PLAXIS、FLAC、ABAQUS 等岩土工程有限元计算软件已被工
程界广泛应用于分析各类复杂岩土体的力学特性。但是，目前的岩土工程有限元
计算软件的前处理功能较为不足，对复杂地层的三维建模与网格剖分能力较弱，
软件自身建立的三维模型往往需要对实际地层分布进行简化处理，不能真实反映
工程的地形地貌。因此，基于 BIM 的三维地质模型可以为岩土工程数值模拟分
析提供更贴合实际的三维地质网格，对危岩落石、滑坡、崩塌等不良地质体进行
更精确的稳定性分析评价，在工程设计阶段结合工程结构模型，对模型整体进行
有限元分析，为岩土工程设计提供决策依据；在施工阶段模拟研究施工过程中岩
土体内的应力或地下水流场变化，为工程施工提供安全保障。
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