做岩土的工程人，不能错过的Bentley岩土工程解决方案

01数字化工作流程

针对当今的基础建设，岩土工程计算已经成为了首要需求。基础建设设施非常依赖于地下环境，因此极易受到岩土工程破坏的风险。Bentley岩土工程分析解决方案将帮助工程师在基础建设安全领域扮演越来越重要的角色。

02BIM工作流程（输入-设计-分析）

BIM工作流程（输入）

1.gINT

gINT为地下勘测提供了数据库管理系统和报表制作引擎。

1） 软件应用

• 钻孔和测井记录
• 围栅图表
• 定制报表
• 岩土工程试验测试与报表生成
• gINT 土木工程工具可以提供三维可视化输出

2）软件功能

• 清晰的数据输入和灵活的导入选择
• 用户可定义的验证工具，可以从数据源检测项目可能的错误
• 全部地下勘测数据存储在一个单独的数据库（数据丢失可能性最小化）
• 自动生成报表，无需重新输入数据
• 可定制报表格式，并支持各种通用标准
• 直接和GIS软件，以及土木工程设计软件，比如OpenRoads Designer界面整合
• 可控的结构化报表

2.SVSOILS（SoilVision系列产品）

SVSOILS 是用于评估非饱和土壤中水流建模的水力特性的全球著名软件。

1）估算土壤性质

• 超过10种理论方法
• 数据库拥有超过6200组土质和岩质土壤数据

2） 性能

• 自动土壤分类
• SVFLUX可导入渗透系数数据
• 计算水土特征曲线和渗透系数曲线
• 将土壤性质输出至Excel

3.挑战（无管理流程）

• 报表制作繁琐且耗时
• 数据难以访问 (分散在整个组织中)
• 多种数据来源和多种数据格式(纸质、excel、etc)
• 用户必须进行额外的人工复查 (在交付给客户或设计环节前进行查错）
• 数据冗余
• 缺乏和其他软件的互通性 (GIS、土木工程、etc）

4.解决方案（BIM管理流程）

• 集中数据管理为储存，检测和查询提供便利
• 数据再利用
• 大幅改善了从勘测现场，实验室和历史项目中获取的数据来为gINT或其他软件生成报告的便利性
• 在标准化数据的同时减少的冗余和错误
• gINT作为数据处理中心为一系列的工程软件提供地下数据
• 简单化，标准化，高效化的报表

BIM工作流程（设计）

1.三维概念建模和分析

• 一个普通的岩土工程需要整合大量的数据资源
• 其中一个经常被忽视的步骤就是将现场数据编译并可视化成为三维概念模型
• 确保所有数据资源在设计中被充分应用
• 通过整合概念建模来改良岩土工程项目设计

2.SVDESIGNER（SoilVision系列产品）

SVDESIGNER是一个用户友好的三维概念建模器，通过可视化、优化工程阶段施工/设计、拓扑、钻孔、测压计/现场仪表岩土工程数据并将这些数据合并到明确定义的概念模型进行后续数字建模，从而显著缩短模型创建时间。

1）SVDESIGNER 概念建模

• 精确重现复杂的三维地层结构
• 可以直接转换为数值模型

2）SVDESIGNER 用于概念建模的优势

• 地层网格化，支持切割和开挖
• 图像导入
• 先进的克里格插值算法
• 二维剖面数据导出

3） SVDESIGNER优势

• 易用

• 支持多种文件格式导

• 支持地层切割和开挖

• 建造顺序

• 土方量计算

• 令人惊叹的客户视觉效果

• 不规则地形处理

• 生成网格可直接用于极限平衡或有限元分析

• 支持超过20种数据文件格式导入

3. 三维可视化gINT土木工具

gINT土木工具专业版：支持Microsoft SQL服务，允许用户从任何项目中查询数据并生成报表。gINT土木工具专业版可以显示三维gINT地下数据，包括钻孔，岩层，水位等。从gINT项目中直接获取数据并用不同颜色显示，为综合分析提供地表勘测和地下数据的复合显示。

BIM工作流程（分析）

1.SoilVision

SoilVision 提供了二维和三维岩土工程的全面解决方案。是行业领先的知名极限平衡边坡稳定分软件，可以用以分析各种简单或复杂的岩土问题。

1）系列产品

SVDESIGNER（复杂三维地址建模及可视化软件）

SVSoils（岩土参数数据库）

SVSlope（二维/三维边坡稳定性分析）

SVFlux（一维/二维/三维地下水饱和—非饱和渗流分析）

SvSolid（一维/二维/三维应力场分析）

SvHeat（一维/二维/三维温度场分析）

SvChem（一维/二维/三维污染物运移分析）

SvAir（二维/三维水气两相流分析）

2）常见应用

• 基础设施（道路，桥梁和路堤）
• 地基开挖和沉降
• 矿业
• 水坝堤防
• 滑坡风险分析
• 加筋墙和边坡
• 隧道
• 气象变化和极地工程
• 海上油气田

3）软件优势

• 整合二维三维岩土工程（耦合）分析
• 世界领先的三维极限平衡稳定分析
• 可以与有限元计算耦合
• 先进的可能性分析
• 支持气象变化
• 非饱和渗流模型分析
• 易学好用的软件系统
• 持续创新和世界级的客户服务

2.SVSLOPE

SVSLOPE 代表二维/三维边坡稳定性分析的新标准。用户可以通过切片方法或更新的、基于应力的方法对土壤或岩石边坡执行经典极限平衡边坡分析。全面的二维滑动面搜索、孔隙水压条件以及创新的三维空间分析可帮助实现高水平建模。

1）二维三维边坡稳定分析

• 经典的极限平衡算法
• 条分或应力算法

2）高级搜索

• 定位分析
• MPA，MVM
• 布谷鸟搜索

3）SVSLOPE 优势

• 二维和三维边坡稳定分析
• 友好直观的用户界面
• 三维分析支持地锚和支护
• 非饱和土边坡分析
• 基于有效应力或总应力（Duncan）方法分析水位骤降对边坡稳定的影响
• 气象条件耦合（针对气象变化对边坡稳定的影响进行仿真模拟）
• 计算结果高质量可视化输出

4）实例

• 广域滑坡风险分析已经成为现在工程的普遍需求
• 现有工具对于滑坡机制的分析过于简化
• 长期依赖于二维边坡分析，限制了对真实世界三维稳定性的理解

5）解决方案（滑坡风险分析）

SVSLOPE/MPA为城市规划设计，岩土工程师，地质工程师提供更为严格精确的区域性滑坡风险分析工具。

• 可以对大范围区域提供三维边坡稳定分析
• 云计算平台提供了更高效的并行计算方法
• 可以用于优化城市设计
• 以下系统的支持

—钻孔 (gINT)

—勘测数据 (水位压力计, 边坡测斜仪)

—三维模型 (SVDESIGNER) 可以和SVSLOPE

3.PLAXIS

PLAXIS 是以易用、可靠、稳定著称的有限元软件。得力于优质的计算流程，PLAXIS为岩土和相关结构的设计和分析提供了一个整体分析方案，并已在全球广泛应用。

1）系列产品

PLAXIS 2D通用岩土有限元分析软件：PLAXIS 2D、PLAXIS 2D PlaxFlow、PLAXIS 2D Dynamics、PLAXIS 2D Thermal。

PLAXIS 3D通用岩土有限元分析软件：PLAXIS 3D、PLAXIS 3D PlaxFlow、PLAXIS Dynamics。

PLAXIS MoDeTo单桩基础设计方法工具

2）PLAXIS 软件性能

• 用户友好
• 先进的材料本构模型
• 真实模拟施工过程
• 功能强大计算稳定
• 丰富而美观的结果输出和后处理
• 行业高度认可的领军软件用户

3）PLAXIS 2D

PLAXIS 2D是一款用于分析岩土工程变形和稳定性的二维有限元软件。PLAXIS 2D Suite （套件包）包括二维PlaxFlow、动力学和热力模块。

PlaxFlow 模块：考虑土体非饱和、时间相关性和各向异性行为，建立二维地下水渗流分析模型；

Dynamics模块：动力模块可以分析岩土经受地震和振动的影响；

Thermal 模块：热力模块可以分析热流对岩土、地下水和结构的影响。

4） PLAXIS 3D

PLAXIS 3D是一款用于分析岩土工程变形和稳定性的三维有限元软件。PLAXIS 3D Suite （套件包）包括二维PlaxFlow和动力学模块。

PlaxFlow 模块：考虑土体非饱和、时间相关性和各向异性行为，建立三维地下水渗流分析模型；

Dynamics模块：动力模块可以分析岩土经受三维空间的地震和振动的影响。

5）MoDeTo

MoDeTo引入了一种单桩基础增强设计方法的专用工具。它将PISA联合工业研究项目的结果转移到日常工程实践中，从而大大减少了每根单桩所需的钢材数量。

Note:

• 基于规范的设计：可单独使用Modeto。
• 基于数值模拟的设计：需要同时具有PLAXIS3D和PLAXIS Modeto许可。

03案例

1.氧化铝仓基础与临近边坡相互影响

1）难点

• 临近破坏状态的边坡上建造圆形桩筏基础，通过数值模拟分析相互影响

2）成果

• 卸载2m厚边坡顶部土体可使边坡稳定
• 氧化铝仓基础变形符合规范要求
• 建造氧化铝仓不会引起边坡进一步破坏

2.整体地下空间桩筏基础协同分析

难点

• 三座18层居民楼共用同一个地下室及同一块筏板

成果

• 优化CFG桩处理的宽度和深度范围
• 验证基础筏板沉降符合规范

3.某高速路高边坡支护稳定性分析

难点

• 边坡高度: 52m
• 支护形式: 锚杆+格构柱

成果

• 考虑支护结构和三维空间效应计算出边坡安全系数
• 优化边坡锚杆长度，降低约20%支护成本

4.某超高层深基坑数值模拟

难点

• 体量：主体高530m (地上96 层地下4层)
• 基坑尺寸：长186m宽180 m深27m
• 地层：淤泥质粘土、软土
• 支护 : 板桩墙+ 混凝土支撑
• 降水：坑内降水（1m降低到深28m）

成果

• 优化开挖顺序和支护结构
• 得出周边场地最不利变形位置
• 场地变形、结构内力与现场实时监测对比，进而评估施工质量和防范

5.山体开挖建造多层结构

难点

• 山体地形带来复杂的空间作用力
• 周边既有建筑距离基坑很近
• 开挖高度10层楼

成果

• 验证支护方案可行性
• 开挖建造过程中边坡稳定且变形较小，保证周边既有建筑安全

6.Burj Al Arab - Dubai（阿特金斯项目）

难点

• 地理位置决定了强风和强雷暴天气条件的恶劣
• 距地震多发的伊朗100英里
• 建造离海岸270英里的岛屿
• 从上部结构向基础传递的大量风荷载

成果

• PLAXIS 3D用于桩筏基础设计
• 复垦土地沉降评价（补砂）
• 风荷载作用下地基动力荷载的评估

7.新加坡滨海湾金沙酒店

难点

• 主要是填海砂，覆盖海洋粘土，厚度较大
• 开发区靠近东海岸公园公路和本杰明·希雷斯大桥，这对设计构成了挑战
• 地下室平均开挖深度为20米，地下18-35米需要混凝土工程的40%以上
• 开挖设计包括5个最大直径为120m的巨型混凝土围堰。

成果

• 用于深基础、围堰设计的平台
• 复垦土地沉降评价
• 现有基础设施（拦河坝、公路）位移评估

8.皇后渡口

难点

• 当河流变宽以适应北海时，将发展为强水流和潮汐荷载。
• 过孔墩基础水下施工能见度差
• 潜在冲刷对地基的影响

成果

• PLAXIS用于基础、基脚、平台和防撞设计。

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