3D GIS与有限元模拟无缝耦合方法及其在隧道工程中的应用研究

• 作者: 何雨微 刘建 刘振平 卞康 贺怀建
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 有限元法 地理信息系统 Delaunay网格剖分算法 无缝耦合 隧道工程
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 数值模拟
• 页码范围: 866-874,901
• 页数: 10页
• 分类号: O242.21|U45
• 语种: 中文
• DOI: 10.16285/j.rsm.2017.03.032

摘要

为实现数值模拟获得的各种场数据与GIS空间信息的综合集成,有必要对GIS中融合有限元数值计算的方法开展研究.本文采用GRASS GIS、VTK等开源软件,通过Python语言建立了GIS与有限元模拟的复合系统开发框架,针对隧道开挖编写了3DGIS与有限元数值计算无缝耦合分析程序(3DPyGisTFEM).给出了由中心线上多条轮廓线生成隧道模型的算法,提出了对各地层DEM与隧道模型进行剖切运算获得隧道开挖地质剖面的方法.引入Delaunay网格剖分算法,对GIS中TIN模型不断改良,获得了适合有限元模拟的地质剖面三角形网格.基于多个剖面计算结果,运用插值手段,形成研究区域场数据,结合GIS空间分析方法,对场数据分布规律进行综合分析,实现了GIS与有限元的无缝耦合.黄家寨隧道工程实例表明,相对坡度、隧道中心线缓冲区等因素,地表距隧道拱顶高差的空间分布特征与地表沉降规律相关性更强.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘建	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	76	1345	21.0	35.0
2	贺怀建	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	37	1119	16.0	33.0
3	刘振平	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	6	65	5.0	6.0
4	卞康	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	8	39	4.0	6.0