01數字化工作流程
針對當今的基礎建設，岩土工程計算已經成爲了首要需求。基礎建設設施非常依賴于地下環境，因此極易受到岩土工程破壞的風險。Bentley岩土工程分析解決方案將幫助工程師在基礎建設安全領域扮演越來越重要的角色。
02BIM工作流程（輸入-設計-分析）
BIM工作流程（輸入）
1.gINT
gINT爲地下勘測提供了數據庫管理系統和報表制作引擎。
1） 軟件應用
- 鑽孔和測井記錄
- 圍柵圖表
- 定制報表
- 岩土工程試驗測試與報表生成
- gINT 土木工程工具可以提供三維可視化輸出
2）軟件功能
- 清晰的數據輸入和靈活的導入選擇
- 用戶可定義的驗證工具，可以從數據源檢測項目可能的錯誤
- 全部地下勘測數據存儲在一個單獨的數據庫（數據丟失可能性最小化）
- 自動生成報表，無需重新輸入數據
- 可定制報表格式，並支持各種通用標准
- 直接和GIS軟件，以及土木工程設計軟件，比如OpenRoads Designer界面整合
- 可控的結構化報表
2.SVSOILS（SoilVision系列産品）
SVSOILS 是用于評估非飽和土壤中水流建模的水力特性的全球著名軟件。
1）估算土壤性質
- 超過10種理論方法
- 數據庫擁有超過6200組土質和岩質土壤數據
2） 性能
- 自動土壤分類
- SVFLUX可導入滲透系數數據
- 計算水土特征曲線和滲透系數曲線
- 將土壤性質輸出至Excel
3.挑戰（無管理流程）
- 報表制作繁瑣且耗時
- 數據難以訪問 (分散在整個組織中)
- 多種數據來源和多種數據格式(紙質、excel、etc)
- 用戶必須進行額外的人工複查 (在交付給客戶或設計環節前進行查錯）
- 數據冗余
- 缺乏和其他軟件的互通性 (GIS、土木工程、etc）
4.解決方案（BIM管理流程）
- 集中數據管理爲儲存，檢測和查詢提供便利
- 數據再利用
- 大幅改善了從勘測現場，實驗室和曆史項目中獲取的數據來爲gINT或其他軟件生成報告的便利性
- 在標准化數據的同時減少的冗余和錯誤
- gINT作爲數據處理中心爲一系列的工程軟件提供地下數據
- 簡單化，標准化，高效化的報表
BIM工作流程（設計）
1.三維概念建模和分析
- 一個普通的岩土工程需要整合大量的數據資源
- 其中一個經常被忽視的步驟就是將現場數據編譯並可視化成爲三維概念模型
- 確保所有數據資源在設計中被充分應用
- 通過整合概念建模來改良岩土工程項目設計
2.SVDESIGNER（SoilVision系列産品）
SVDESIGNER是一個用戶友好的三維概念建模器，通過可視化、優化工程階段施工/設計、拓撲、鑽孔、測壓計/現場儀表岩土工程數據並將這些數據合並到明確定義的概念模型進行後續數字建模，從而顯著縮短模型創建時間。
1）SVDESIGNER 概念建模
- 精確重現複雜的三維地層結構
- 可以直接轉換爲數值模型
2）SVDESIGNER 用于概念建模的優勢
- 地層網格化，支持切割和開挖
- 圖像導入
- 先進的克裏格插值算法
- 二維剖面數據導出
3） SVDESIGNER優勢
• 易用
• 支持多種文件格式導
• 支持地層切割和開挖
• 建造順序
• 土方量計算
• 令人驚歎的客戶視覺效果
• 不規則地形處理
• 生成網格可直接用于極限平衡或有限元分析
• 支持超過20種數據文件格式導入
3. 三維可視化gINT土木工具
gINT土木工具專業版：支持Microsoft SQL服務，允許用戶從任何項目中查詢數據並生成報表。gINT土木工具專業版可以顯示三維gINT地下數據，包括鑽孔，岩層，水位等。從gINT項目中直接獲取數據並用不同顔色顯示，爲綜合分析提供地表勘測和地下數據的複合顯示。
BIM工作流程（分析）
1.SoilVision
SoilVision 提供了二維和三維岩土工程的全面解決方案。是行業領先的知名極限平衡邊坡穩定分軟件，可以用以分析各種簡單或複雜的岩土問題。
1）系列産品
SVDESIGNER（複雜三維地址建模及可視化軟件）
SVSoils（岩土參數數據庫）
SVSlope（二維/三維邊坡穩定性分析）
SVFlux（一維/二維/三維地下水飽和—非飽和滲流分析）
SvSolid（一維/二維/三維應力場分析）
SvHeat（一維/二維/三維溫度場分析）
SvChem（一維/二維/三維汙染物運移分析）
SvAir（二維/三維水氣兩相流分析）
2）常見應用
- 基礎設施（道路，橋梁和路堤）
- 地基開挖和沉降
- 礦業
- 水壩堤防
- 滑坡風險分析
- 加筋牆和邊坡
- 隧道
- 氣象變化和極地工程
- 海上油氣田
3）軟件優勢
- 整合二維三維岩土工程（耦合）分析
- 世界領先的三維極限平衡穩定分析
- 可以與有限元計算耦合
- 先進的可能性分析
- 支持氣象變化
- 非飽和滲流模型分析
- 易學好用的軟件系統
- 持續創新和世界級的客戶服務
2.SVSLOPE
SVSLOPE 代表二維/三維邊坡穩定性分析的新標准。用戶可以通過切片方法或更新的、基于應力的方法對土壤或岩石邊坡執行經典極限平衡邊坡分析。全面的二維滑動面搜索、孔隙水壓條件以及創新的三維空間分析可幫助實現高水平建模。
1）二維三維邊坡穩定分析
- 經典的極限平衡算法
- 條分或應力算法
2）高級搜索
- 定位分析
- MPA，MVM
- 布谷鳥搜索
3）SVSLOPE 優勢
- 二維和三維邊坡穩定分析
- 友好直觀的用戶界面
- 三維分析支持地錨和支護
- 非飽和土邊坡分析
- 基于有效應力或總應力（Duncan）方法分析水位驟降對邊坡穩定的影響
- 氣象條件耦合（針對氣象變化對邊坡穩定的影響進行仿真模擬）
- 計算結果高質量可視化輸出
4）實例
- 廣域滑坡風險分析已經成爲現在工程的普遍需求
- 現有工具對于滑坡機制的分析過于簡化
- 長期依賴于二維邊坡分析，限制了對真實世界三維穩定性的理解
5）解決方案（滑坡風險分析）
SVSLOPE/MPA爲城市規劃設計，岩土工程師，地質工程師提供更爲嚴格精確的區域性滑坡風險分析工具。
- 可以對大範圍區域提供三維邊坡穩定分析
- 雲計算平台提供了更高效的並行計算方法
- 可以用于優化城市設計
- 以下系統的支持
—鑽孔 (gINT)
—勘測數據 (水位壓力計, 邊坡測斜儀)
—三維模型 (SVDESIGNER) 可以和SVSLOPE
3.PLAXIS
PLAXIS 是以易用、可靠、穩定著稱的有限元軟件。得力于優質的計算流程，PLAXIS爲岩土和相關結構的設計和分析提供了一個整體分析方案，並已在全球廣泛應用。
1）系列産品
PLAXIS 2D通用岩土有限元分析軟件：PLAXIS 2D、PLAXIS 2D PlaxFlow、PLAXIS 2D Dynamics、PLAXIS 2D Thermal。
PLAXIS 3D通用岩土有限元分析軟件：PLAXIS 3D、PLAXIS 3D PlaxFlow、PLAXIS Dynamics。
PLAXIS MoDeTo單樁基礎設計方法工具
2）PLAXIS 軟件性能
- 用戶友好
- 先進的材料本構模型
- 真實模擬施工過程
- 功能強大計算穩定
- 豐富而美觀的結果輸出和後處理
- 行業高度認可的領軍軟件用戶
3）PLAXIS 2D
PLAXIS 2D是一款用于分析岩土工程變形和穩定性的二維有限元軟件。PLAXIS 2D Suite （套件包）包括二維PlaxFlow、動力學和熱力模塊。
PlaxFlow 模塊：考慮土體非飽和、時間相關性和各向異性行爲，建立二維地下水滲流分析模型；
Dynamics模塊：動力模塊可以分析岩土經受地震和振動的影響；
Thermal 模塊：熱力模塊可以分析熱流對岩土、地下水和結構的影響。
4） PLAXIS 3D
PLAXIS 3D是一款用于分析岩土工程變形和穩定性的三維有限元軟件。PLAXIS 3D Suite （套件包）包括二維PlaxFlow和動力學模塊。
PlaxFlow 模塊：考慮土體非飽和、時間相關性和各向異性行爲，建立三維地下水滲流分析模型；
Dynamics模塊：動力模塊可以分析岩土經受三維空間的地震和振動的影響。
5）MoDeTo
MoDeTo引入了一種單樁基礎增強設計方法的專用工具。它將PISA聯合工業研究項目的結果轉移到日常工程實踐中，從而大大減少了每根單樁所需的鋼材數量。
Note:
- 基于規範的設計：可單獨使用Modeto。
- 基于數值模擬的設計：需要同時具有PLAXIS3D和PLAXIS Modeto許可。
03案例
1.氧化鋁倉基礎與臨近邊坡相互影響
1）難點
- 臨近破壞狀態的邊坡上建造圓形樁筏基礎，通過數值模擬分析相互影響
2）成果
- 卸載2m厚邊坡頂部土體可使邊坡穩定
- 氧化鋁倉基礎變形符合規範要求
- 建造氧化鋁倉不會引起邊坡進一步破壞
2.整體地下空間樁筏基礎協同分析
難點
- 三座18層居民樓共用同一個地下室及同一塊筏板
成果
- 優化CFG樁處理的寬度和深度範圍
- 驗證基礎筏板沉降符合規範
3.某高速路高邊坡支護穩定性分析
難點
- 邊坡高度: 52m
- 支護形式: 錨杆+格構柱
成果
- 考慮支護結構和三維空間效應計算出邊坡安全系數
- 優化邊坡錨杆長度，降低約20%支護成本
4.某超高層深基坑數值模擬
難點
- 體量：主體高530m (地上96 層地下4層)
- 基坑尺寸：長186m寬180 m深27m
- 地層：淤泥質粘土、軟土
- 支護 : 板樁牆+ 混凝土支撐
- 降水：坑內降水（1m降低到深28m）
成果
- 優化開挖順序和支護結構
- 得出周邊場地最不利變形位置
- 場地變形、結構內力與現場實時監測對比，進而評估施工質量和防範
5.山體開挖建造多層結構
難點
- 山體地形帶來複雜的空間作用力
- 周邊既有建築距離基坑很近
- 開挖高度10層樓
成果
- 驗證支護方案可行性
- 開挖建造過程中邊坡穩定且變形較小，保證周邊既有建築安全
6.Burj Al Arab – Dubai（阿特金斯項目）
難點
- 地理位置決定了強風和強雷暴天氣條件的惡劣
- 距地震多發的伊朗100英裏
- 建造離海岸270英裏的島嶼
- 從上部結構向基礎傳遞的大量風荷載
成果
- PLAXIS 3D用于樁筏基礎設計
- 複墾土地沉降評價（補砂）
- 風荷載作用下地基動力荷載的評估
7.新加坡濱海灣金沙酒店
難點
- 主要是填海砂，覆蓋海洋粘土，厚度較大
- 開發區靠近東海岸公園公路和本傑明·希雷斯大橋，這對設計構成了挑戰
- 地下室平均開挖深度爲20米，地下18-35米需要混凝土工程的40%以上
- 開挖設計包括5個最大直徑爲120m的巨型混凝土圍堰。
成果
- 用于深基礎、圍堰設計的平台
- 複墾土地沉降評價
- 現有基礎設施（攔河壩、公路）位移評估
8.皇後渡口
難點
- 當河流變寬以適應北海時，將發展爲強水流和潮汐荷載。
- 過孔墩基礎水下施工能見度差
- 潛在沖刷對地基的影響
成果
- PLAXIS用于基礎、基腳、平台和防撞設計。
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