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基于数字孪生的隧道钻爆施工超欠挖控制研究
| 论文题名： | 基于数字孪生的隧道钻爆施工超欠挖控制研究 |
| 关键词： | 公路隧道;钻爆法施工;超欠挖控制;数字孪生 |
| 摘要： | 近年来公路隧道工程在全国范围内蓬勃发展，国家十四五规划对其发展和建设提出了更高的要求，钻爆法隧道施工中的超欠挖问题亟待解决，然而传统的全站仪等测量方法和超欠挖管理手段已难以适应当下隧道工程的精细化管控要求。因此本文基于数字孪生理论，提出了钻爆法隧道超欠挖计算与管理的数字孪生框架，构建了超欠挖计算理论模型和数字化管控平台，从而实现计算结果的可视化与分区管理的精细化，最后结合实际案例进行应用研究。具体工作如下： （1）本文通过对传统钻爆法隧道施工管理及超欠挖计算的研究，结合数字孪生理论提出了以BIM技术为背景、以三维激光扫描技术为基础、三维激光扫描仪作为工具、隧道掌子面点云数据作为基础的整体框架； （2）本文基于数字孪生框架，提出了一套针对钻爆隧道掌子面点云的处理流程和参数指标，并建立了超欠挖计算模型。基于数字孪生模型的三角网格特性，准确计算出了超欠挖量、截面超欠挖面积和整体超欠挖体积。在此基础上用颜色梯度图完成了超欠挖量的可视化，并基于掌子面钻爆工作区域完成了超欠挖量分区管理； （3）本文基于该方法，建立了BIM数字孪生智能施工管控平台，并对计算结果进行了隧道模拟理想试验验证和隧道工程现场试验验证，并对实际工程数据进行了分析对比，验证了其可行性与先进性。 本文的研究实现了钻爆隧道超欠挖量高效精准的计算和管理。该方法的运用能通过减少超欠挖量的方式来增加经济效益，同时也能改进传统的施工管理，具有一定的实践参考价值。 |
| 作者： | 方佳龙 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 覃亚伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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