论文题目:基于BIM技术的地铁深基坑质量安全管控研究
摘要:随着城市轨道交通的大力发展,地铁深基坑工程相关问题的研究与时俱进,也对施工过程中的质量安全管控提出了更高要求。然而,实际施工中由于管理水平不高、材料设备缺陷、施工方法不当等原因,导致关键部位达不到标准要求从而引发事故的现象突出。从信息科学角度来看,目前地铁深基坑质量安全管控中存在数据采集和传递不及时、信息分析和利用不充分、安全知识共享和挖掘不深入等问题,急需一种科学高效的方式进行全面安全管理。针对以上背景和问题,本文利用BIM技术的可视化、信息化、模拟性等优势,结合有限元分析与可视化编程手段开展了BIM技术在地铁深基坑质量安全管控中的应用研究。主要研究工作和成果如下:(1)根据收集和查阅的深基坑安全事故案例分析事故发生途径,绘制深基坑坍塌事故树,运用事故树分析法计算基坑坍塌事故致因因素的重要度。利用BIM技术的参数化建族功能与BIM-5D技术的集成性将这些质量控制要素进行集成管理,以充分利用质量安全方面的信息,从而实现各参与方对深基坑安全控制的交流与协作。(2)分析有限元软件Midas GTS NX包含的本构模型与建模流程,利用插件实现BIM模型与Midas GTS NX之间数据的简单快速转换,通过Midas有限元模拟的应力云图预测施工过程中不同工况下的深基坑变形,优化监测点的布置,从而改善监测不及时等情况。(3)以Revit为核心建立深基坑模型,基于Dynamo构建施工全过程监控框架,包括外部数据的收集、施工过程实时监测计算等,实现深基坑的可视化动态监控,从而提高监测数据采集与传递效率,有效改善数据处理不及时等情况。(4)以浙江省某地铁车站深基坑为工程背景,基于以上研究成果将BIM技术应用到深基坑工程全过程质量安全管控中,改善传统地铁深基坑监管方式,建立了较为健全的BIM技术应用框架,案例应用表明,具有良好的效果。(5)结合实际工程应用表明,BIM技术在信息集成管理、精细化施工与协同管理、监测点位优化与监测数据传递等方面具有明显优势,可达到地铁深基坑施工全过程高效的质量安全管控目的,本文研究成果可为类似工程的安全管控提供参考。
关键词:地铁深基坑;BIM-5D;质量安全;Midas GTS NX;Dynamo
学科专业:工程硕士(专业学位)
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 BIM技术简介
1.2.1 BIM的概念
1.2.2 BIM技术的优势
1.2.3 交互标准及应用软件
1.3 BIM技术在基坑工程中的应用研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 现有研究存在的不足
1.4 研究内容和技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.4.3 技术路线
1.5 主要创新点
2 基于BIM的地铁深基坑集成控制模型构建及可视化
2.1 基坑质量安全要素研究
2.1.1 基坑安全事故分析
2.1.2 质量控制要素分析
2.2 深基坑BIM集成控制模型的实现
2.2.1 族简介
2.2.2 深基坑工程族创建
2.2.3 质量安全维度关联
2.3 可视化模拟与协同管理
2.3.1 施工过程模拟
2.3.2 多方协同管理
2.4 本章小结
3 基于BIM技术的Midas GTS/NX有限元模型构建
3.1 Midas GTS/NX概述
3.1.1 Midas GTS/NX介绍
3.1.2 Midas GTS/NX适用范围
3.1.3 Midas GTS/NX有限元实现过程
3.2 基于BIM的 Midas GTS/NX有限元模型实现
3.2.1 Midas GTS/NX软件包含的本构模型
3.2.2 Midas GTS/NX建模流程分析
3.2.3 利用BIM模型生成有限元模型
3.3 本章小结
4 基于BIM技术的基坑监测可视化
4.1 Dynamo概述
4.1.1 Dynamo介绍
4.1.2 Dynamo功能与应用
4.1.3 在工程信息管理中的定位
4.2 基于Dynamo的监测点创建
4.2.1 实现思路
4.2.2 BIM监测点族的建立流程
4.2.3 可视化监控编程
4.3 本章小结
5 工程应用
5.1 工程介绍
5.1.1 工程概况
5.1.2 工程地质特征
5.1.3 水文地质条件
5.1.4 基坑开挖施工方案
5.1.5 基坑支护施工方案
5.1.6 基坑安全监测方案
5.2 BIM技术应用研究
5.2.1 BIM技术全过程应用流程
5.2.2 BIM团队管理模式
5.3 BIM技术全周期管理效益验证
5.3.1 事前预防
5.3.2 事中控制
5.3.3 事后分析
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
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