隧道与地下建筑虚拟仿真

隧道工程虚拟仿真数字化实验
   

项目名称:隧道工程虚拟仿真数字化实验

 

功能简介:根据隧道工程开挖施工的特点, 建立了隧道施工动态仿真数值模拟分析方法,主要包括设计前施工过程的动态数值模拟和施工中的动态反演分析,集成化的隧道工程通用计算和施工仿真系统。

采用同济曙光岩土工程分析软件、AutoCAD 、网站技术等制作。


实施效果:主要面向土木工程专业岩土工程、隧道及地下结构方向4年级学生。让学生了解各类隧道和支护结构的基本知识,并通过施工仿真和计算,直观认识隧道工程施工过程和支护结构的力学性态特征及演变,实现实验室无法完成的实验。


实验流程:隧道工程虚拟仿真数字化实验为结构性态虚拟仿真类实验,其在Unity 3d虚拟现实引擎构建的隧道虚拟现实仿真环境中,学生通过佩戴虚拟仿真头盔等虚拟现实设备、手持手柄等操作设备,实现在虚拟隧道场景中漫游,完成对施工监测器具的熟悉、监测方案的布置以及监测数据的获取。虚拟仿真实验流程为:

⑴ 教师讲授施工监测布置理论知识。在理论学习的基础上,介绍虚拟仿真实验案例的隧道概况,提供隧道地勘资料、设计资料等背景资料,并将施工监测布置的要求分给学生。学生学习施工监测理论知识,分析案例隧道背景资料,布置施工监测点,完成施工监测布置方案。
⑵ 教师评价施工监测方案,介绍虚拟现实实验室设备以及使用方法。
⑶ 教师准备虚拟现实实验室设备,布置学生实验室上课分组方案。
⑷ 学生到达虚拟现实实验室,在教师的辅助下,先熟悉虚拟现实设备,带上头盔,体验虚拟仿真场景,学习通过手柄等控制装置在虚拟仿真场景中的漫游,以及在虚拟场景中进行施工监测测点的布置等操作。
⑸ 学生在三维虚拟场景中,使用监测设备,根据自己之前的监测方案,布置施工监测点。
⑹ 学生在监测方案模拟布置的前提下,在虚拟仿真场景中,对监测设备进行模拟读数和监测数据获取,并在课后对监测数据进行分析处理。

 

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 图5-a 学生增强现实试验  图5-b 学生虚拟现实试验  图5-c 学生虚拟现实试验设备
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 图5-d 隧道虚拟现实场景  图5-e 盾构隧道虚拟现实场景  图5-f 隧道火灾虚拟现实