(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210934452.1 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 中铁二院工程 集团有限责任公司 地址 610031 四川省成 都市金牛区通锦路 三号 (72)发明人 冯涛　徐正宣　陈明浩　张夏临　 王厚宇　刘造保　邹杨　伊小娟　 袁东　于振江　 (74)专利代理 机构 四川力久律师事务所 512 21 专利代理师 冯精恒 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01)G06F 119/18(2020.01) (54)发明名称 基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估 可视 化方法 (57)摘要 本发明涉及隧道勘察施工技术领域， 具体涉 及一种基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可 视化方法。 通过建立具有隧址区三维地质模型和 隧道模型的BIM模型， 对BIM模型进行地应力反 演， 得到隧址区的三维地应力分布， 输入到所述 BIM模型， 划分高地应力区， 按照预设长度分段对 BIM模型进行潜在岩爆区段划分和岩爆等级评 估， 并根据评估结果更改该分段内BIM模型的图 元信息， 进行可视化表达， 最后对所述BIM模型开 展隧道开挖数值模拟， 结合有限元数值分析， 对 开挖方式提出建议。 本发明实现了对隧道数据和 岩爆评估信息的存储， 还实现了岩爆评估结果的 可视化表达 。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115408901 A 2022.11.29 CN 115408901 A 1.基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1， 建立具有隧址区三维地质模型的BIM模型； 在BIM模型中基于所述 隧址区地质三维 模型建立以预设长度分段的隧道模型； 所述预设长度分段小于10 0米； S2， 将所述BIM模型导入三维有限差分程序进行网格划分， 获取岩土物 理参数的模拟参 数， 对BIM模型进行地应力反演， 得到隧址区的三维地应力分布； S3， 将地应力分布情况输入到所述BIM模型， 并根据阈值划分所述BIM模型的高地应力 区； S4， 按照所述预设长度分段对BIM模型进行潜在岩爆区段划分和 岩爆等级评估， 并根据 所述潜在岩爆区段划分和/或岩爆等级评估结果更改该潜在岩爆区段内BIM模型的图元信 息。 2.如权利要求1所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特征在 于， 所述方法在步骤S4执 行完之后， 还 包括以下步骤： S5， 对所述BIM模型开展隧道开挖数值模拟， 结合有限元数值分析， 对开挖方式提出建 议。 3.如权利要求1所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特征在 于， 步骤S1中建立具有隧址区地质三维模型的BIM模型， 具体包括： 根据待评估隧道区地质 勘察资料中的岩性、 围岩类别及地质构造， 建立具有隧址区地质三维模型的BIM模型； 步骤S1中， 所述隧道模型包含隧址岩性信息、 围岩等级信息、 岩体力学信息、 等高线高 程信息、 隧道沿线埋深信息、 隧道 尺寸信息在内的地质特 征及隧道设计参数信息 。 4.如权利要求3所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特征在 于， 步骤S3中具体包括： S31， 将根据所述地应力分布情况， 计算所述隧道模型每个预设长度分段内的地应力平 均值， 并输入到所述BIM模型中； S32， 根据阈值划分所述BIM模型的高地应力区。 5.如权利要求4所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特征在 于， 步骤S4中按照所述预设长度分段对BIM模 型进行潜在岩爆区段划分和岩爆等级评估时， 如果该预设长度分段内所述BIM模 型为高应力区， 则 在该预设长度分段内， 按照第二预设长 度分段对BIM模型进行潜在岩爆区段划分和岩爆等级评估； 其中所述第二预设长度分段小 于所述预设长度分段。 6.如权利要求4所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特征在 于， 步骤S4中岩爆区段划分和岩爆等级评估的方法具体包括： 岩爆区段划分： 依据高地应力区、 围岩类别、 隧道沿线埋深信、 围岩等级信息和岩体力 学信息进行岩爆区段划分； 岩爆等级评估： 选用岩石强度应力比法或岩石应力强度比法进行岩爆等级评估， 岩爆 等级评估 包括无岩爆、 轻微岩爆、 中等岩爆、 强烈岩爆和极强岩爆五类。 7.如权利要求6所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特征在 于， 步骤S4中根据所述潜在岩爆区段划分和/或岩爆等级评估结果更改该潜在岩爆区段内 BIM模型的图元信息的方法具体包括： 在所述BIM模型中以颜色渐 变的方式展现从无岩爆到极强岩爆的岩爆等级评估结果。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115408901 A 28.如权利要求1 ‑7任一项所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其 特征在于， 步骤S2中所述 三维有限差分程序为FLAC 3D软件。 9.如权利要求8所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特征在 于， 步骤S2具体包括以下步骤： 将隧址区三维地质BIM模型导入FLAC 3D软件中进行网格划分和网格加密； 通过室内试验以及地质勘查报告中的岩土物理参数推荐值获得所述岩土物理参数的 模拟参数； 在FLAC3D软件中， 将BIM模型的下、 左、 右、 前、 后5个面固定， 考虑隧道上覆岩体层的自 重作用； 采用摩尔库伦弹 塑性本构模型进行地应力反演， 得到隧址区地应力分布计算 值； 基于所述隧址区地应力分布计算值， 结合工程深孔水压致裂法地应力实测数据， 得到 隧址区三维地应力分布情况。 10.如权利要求9所述的基于BIM模型的深埋长大隧道岩爆评估可视化方法， 其特征在 于， 所述岩土物理参数的模拟参数包括 弹性模量、 泊松比、 剪切模量、 残余 强度、 内聚力和内 摩擦角。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115408901 A 3