基于BIM技术的岩体基坑工程设计及施工模拟技术研究

摘要

近年来，随着建筑业的快速发展，BIM（建筑信息模型）技术逐渐应用到建筑项目的各个领域，涌现出的诸多优秀案例无不体现出BIM技术在建筑工程领域的优势。然而，在BIM技术已成为建筑业大势所趋的今天，受限于传统设计与施工一体化的机制，基坑工程的设计与施工仍旧基于二维图纸，无法反映工程现场环境的真实性，在区段划分、施工工序等方面存在较多问题。
　　本文将结合青岛地区某岩土地质深基坑工程实例，通过FLAC3D岩土计算分析软件进行基坑开挖支护过程的变形及内力分析，对基坑施工的整个过程进行安全验算，结合BIM技术进行基坑工程的三维设计及施工模拟，并解决基坑工程设计和施工过程中存在的一些问题。
　　本文的主要研究内容概述如下:
　　(1)结合岩土地质深基坑工程以及桩锚支护结构的工程特性和研究现状，对比和研究了目前常用的桩锚支护结构的内力计算方法，并针对多层预应力桩锚支护结构的特点，提出合理的多层预应力锚索+钢管桩支护结构的施工工艺流程及施工注意事项。
　　(2)利用VBA语言针对FLAC3D进行二次开发，通过开发的主客户端程序对建立的基坑数值分析模型的地质、场区、支护结构基本参数进行实时调整，获取分层开挖和分步支护过程中桩锚支护体系的应力与应变分布，结合监测数据，对基坑工程整个施工过程进行安全分析验算。
　　(3)以某深基坑项目为例，利用Revit、Navisworks等BIM软件进行三维可视化施工模拟，依据开挖、支护等相关工序模拟基坑工程的施工过程，结合Project编制的进度计划，生成施工模拟动画，方便指导与协调基坑工程的施工。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本文研究的目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 基坑工程设计与施工发展现状

1．2．2 BIM技术在基坑工程中的发展现状

1．3 本文主要研究内容

1．4 研究思路与技术路线

1．4．1 研究思路

1．4．2 本论文的技术路线

1．5 论文创新点

第2章 岩土地质深基坑工程的变形理论研究

2．1 岩土地质特点概述

2．2 岩土地质常用基坑支护形式分析

2．3 岩体基坑设计计算的基本理论

2．3．1 极限平衡法

2．3．2 弹性地基梁法

2．3．3 数值分析方法

2．4 本章小结

第3章 基于FLAC3D的二次开发及基坑安全分析

3．1 基于有限差分法的FLAD3D软件介绍

3．2 基于FLAC3D软件的二次开发

3．3 典型案例计算分析

3．4 本章小结

第4章 基于BIM技术的基坑工程建模研究

4．1 BIM技术在基坑建模中的现状分析

4．2 现有BIM软件功能分析

4．3 基于BIM技术的基坑整体模型构建

4．3．1 工程特点

4．3．2 基坑工程建模前期准备工作

4．3．3 基坑模型构建的主要问题及解决方法

4．4 本章小结

第5章 基于BIM的基坑工程施工模拟及研究

5．1 Navisworks软件介绍

5．1．1 Navisworks软件功能简介

5．1．2 施工模拟相关工具及软件

5．2 Navisworks施工可视化模拟

5．2．1 施工进度计划的编制并导入

5．2．2 施工模拟过程演示

5．3 基坑工程施工模拟研究分析

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢