BIM技术在岩质边坡三维建模中的应用研究

朱兆鹏，安峻岐，孔德超，陈聪颖

(吉林建筑大学 测绘与勘查工程学院，吉林 长春 130118)

0 前 言

我国2/3的国土为山地，随着生态资源、土地资源的有限性与社会生产、生活发展需求之间的矛盾加剧，复杂、复合和超高边坡工程不断涌现，边坡工程的系统性和复杂性与日剧增，从而使边坡工程的社会效应越来越强[1]。BIM技术将工程项目各种信息整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM平台进行协同工作，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用[2～4]。在BIM技术蓬勃发展的形势下，应用BIM技术对边坡稳定性分析与变形监测、支护结构设计、边坡景观设计等问题进行研究是必然趋势。

BIM理念的核心是工程项目三维信息模型。因此，将BIM技术应用于边坡工程领域的首要任务是建模。本文以某岩质边坡为研究对象，探讨岩质边坡BIM建模的基本流程和方法。

1 选择建模软件

目前，BIM的商业化软件众多，应用较广泛的包括Revit、Civil 3D等。其中，Civil 3D是一款面向基础设施行业的专业软件，相较于同版本的Auto CAD，Civil 3D 软件的构架更好，不仅包含其所有功能，在此基础上还具备三维动态设计优势，并且拥有强大的曲面编辑、放坡等功能[3]，可以实现复杂工程的建模，使用者可以通过三维视图更直观、更清晰地看到设计效果，加快设计理念的实现，所以选取Civil 3D作为创建边坡BIM模型软件。

2 岩质边坡BIM建模技术流程

1)生成地层层面。根据边坡勘察成果资料，利用Civil 3D生成地表面和地层层面。

2)创建地层实体。选中地表面进入实体选项，利用“从曲面提取实体”命令，从上至下依次生成地层实体。

3)利用点云数据创建坡面。结合Civil 3D使用点云数据可直接创建曲面的优势，利用坡面点云数据生成边坡坡面。将Civil 3D支持的.rcs或.rcp文件在软件中打开，得到初步点云，从点云创建曲面，生成三角网，按需要简化三角形，进而从曲面生成实体。

4)生成边坡三维模型。将地层实体和曲面生成实体按实际点坐标拼接，运用布尔运算，差集得到边坡三维模型，如图1～2所示。

图1 边坡三维模型(透视图)

图2 边坡三维模型(实体图)

3 结 论

应用BIM技术解决边坡工程问题的前提是建立合理有效的边坡BIM模型。本文基于BIM主流软件Civil 3D，利用其在建立三维实体模型方面的优势，探讨了边坡工程BIM建模的基本技术流程，为后期进行稳定性分析与支护方案设计提供保障。需要注意的是，本文所研究边坡内部并不存在大型节理、断层等构造面，并且可以尝试在边坡模型内部增加构造面，从而建立更加复杂且符合实际的三维边坡模型。

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