[发明专利]一种高边坡工程力学性能分析及信息化施工方法

说明书

本发明涉及一种高边坡工程力学性能分析及信息化施工方法，它包括以下步骤：S1、对需要施工的高边坡工程进行调研分析得到基础信息；S2、对整个高边坡施工的全阶段建立数值模拟分析模型进行数值模拟，掌握高边坡在不同施工阶段的受力和变形情况；S3、通过BIM对高边坡每一个施工过程步骤和细节进行分析和展现，并将获取的数据信息反馈到高边坡数值模拟分析模型中；S4、通过BIM与数值模拟数据的联动，分析判断数值模拟结果与实际情况的吻合度；S5、根据数值模拟分析模型与BIM模型的分析结果对高边坡进行施工。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种高边坡工程力学性能分析及信息化施工方法。

背景技术

目前工程高边坡的稳定性状况，事关工程建设的成败与安全，对整个工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的控制作用，并在很大程度上影响着工程建设的投资及使用效益。如果处理不当，往往导致边坡失稳，形成滑坡和崩塌，后果不堪设想。造成高边坡失稳的因素有很多，但是最具代表性的可以概括为两大类：第一是岩土体受到外部荷载的作用，其内部应力原来拥有的平衡状态遭到破坏，常见的有开挖基坑、路堑，填筑路堤或者把外荷载作用在边坡坡顶等，有时地震、水的渗流作用也使边坡坍塌；第二是岩土体由于来自外部的干扰，其抗剪强度减小，进而产生的失稳破坏，常见的如岩土体受季节气候的影响，发生膨胀、收缩、软化等。

而现有对高边坡工程的研究主要存在以下几个方面的缺陷：一是对边坡、尤其是复杂地质条件下的高边坡稳定性研究仍较少，研究成果的广泛适用性较低；二是虽然有许多研究者对边坡工程的施工、使用阶段进行了监测工作。但通过对比文献可以发现，研究者们对边坡工程监测节点的选取随意性较大，往往依据个人经验选取测点，测点是否是控制边坡安全的关键点、能否切实反映边坡状态存在疑问；三是现有监测数据的可视性不强，造成了监测数据的易用性，特别是针对施工单位的易用性很低，监测往往流于形式。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种高边坡工程力学性能分析及信息化施工方法，解决了现有高边坡工程研究存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种高边坡工程力学性能分析及信息化施工方法，它包括以下步骤：

S1、对需要施工的高边坡工程进行勘测调研分析得到基础数据信息；

S2、对整个高边坡施工的全阶段建立数值模拟分析模型进行数值模拟，掌握高边坡在不同施工阶段的受力和变形情况；

S3、通过BIM对高边坡每一个施工过程步骤和细节进行分析和展现，并将获取的数据信息反馈到高边坡数值模拟分析模型中；

S4、通过BIM与数值模拟数据的联动，分析判断数值模拟结果与实际情况的吻合度；

S5、根据数值模拟分析模型与BIM模型的分析结果对高边坡进行施工。

步骤S1中的基础信息包括高边坡的高度、长度、坡度、地理位置环境、岩层组成结构和加固支护以及受力分析。

步骤S2的具体内容如下：

S21、根据步骤S1的勘测调研分析以及高边坡地质纵向和横向的岩层结构构建高边坡岩层结构三维模型图；

S22、将三维模型图分割为多个单元组成的三维离散化模型；

S23、用变分原理将各个单元内的结构力学传导方程转化为等价的线性方程组；

S24、求解所有的线性方程组的总体合成矩阵建立三维数值模拟分析模型；

S25、根据三维数值模拟分析模型对高边坡在不同施工阶段过程中的岩体移动、应力、受力变化情况进行预测。