虚拟现实技术在机场高填方压实质量监控系统中的应用

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我国目前机场建设需求量大且发展迅速。由于地理环境因素,我国存在一定数量的在建和拟建山区支线机场,山区支线机场对于我国经济发展、国防战略、维护边疆稳定以及抗震救灾都有着重大意义。在山区支线机场建设过程中,通常采用“削山填沟”的方式获得平整场地,并使用冲击压路机对填土进行高效地碾压。由于机场建设的意义重大,施工环境恶劣且施工方式复杂,因此对于填土的压实质量控制极其关键。传统的压实质量监测方式存在诸多缺点,如监测结果反馈慢,监测结果可靠性低等。为解决上述问题,由北京航空航天大学姚仰平教授组织研发的机场高填方压实质量远程实时监控系统通过北斗定位设备,应用4G网络传输技术、数据云技术等可实现自动化的压实质量准确监测。本文在此基础上应用虚拟现实技术开发压实质量监控系统的虚拟现实模块,为用户提供更加形象逼真的监控体验,同时虚拟现实模块所具备的可操作性更加全面地满足了用户的监控需求。本文以Unity3D为引擎开发虚拟现实模块,主要包括以下四部分内容:(1)使用3dMax、WorldMachine等外部辅助软件,根据实际施工环境的相关尺寸及测绘数据完成虚拟场景的创建工作。(2)设计算法并编写脚本,保证虚拟现实模块可从云服务器数据库中获取相关数据,并对位置坐标数据进行处理,实现地理坐标系与Unity3D开发引擎中三维空间直角坐标系之间的转换,确保虚拟场景与实际施工现场的对应关系。(3)在Unity3D中设计用户操作界面及用户操作反应函数,为用户提供操作空间,满足个性化监控需求。(4)在Unity3D中编写脚本并赋予场景中对应的模型和物体,保证虚拟现实模块可实现监控功能,同时通过画面的刷新动态模拟实际施工情况。本文通过上述步骤完成虚拟现实模块开发,并嵌入至机场高填方压实质量远程实时监控系统主程序中,应用实践证明,该模块显著提升了监控效果。
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机场建设紧跟国家发展的步伐,而山区机场数量和规模的增加,使得机场高填方的稳定与安全受到越来越多的关注。高填方压实施工管理成为机场建设的生命线工程。如何对机场高填方进行压实质量监控,构建高效的施工管理和信息共享模式以及提高碾压施工的效率,都是机场高填方压实施工中亟待解决的关键问题。本文针对机场高填方压实质量实时监控系统进行研究,具体研究工作内容如下:(1)开发了基于云辐射的压实质量实时监控系统。通过
岩土普遍具有各向异性。作为土的一种重要特性,各向异性不仅表现在,沿不同方向加载时,土的强度、变形等基本力学性质存在显著差异,还会使土的应力应变响应出现特殊的现象,例如非共轴效应、应力主轴旋转效应等。在实际工程中,若忽略各向异性的影响,设计将偏于不安全,或者造成不必要的浪费。研究土的各向异性,具有重要的理论价值和实际意义。本文从土的细观组构这一引起各向异性的根源出发,提出了一种描述各向异性的新方法,
土是岩土工程中最基本的材料,其变形和破坏往往会引起许多岩土工程问题,因此研究土的应力应变特性非常重要,这也是土的本构模型研究越来越受重视的主要原因。自然界中土的种类繁多,大体可以分为粘土和粒状土。由于这两类土的应力应变特性差别较大,故相应的本构模型不同。然而,实际工程中土层往往不是单一均匀土层,常具有粘土层和粒状土层交替分布的分布特征,因此为了便于分析和解决实际工程问题,建立粘土和粒状土统一的本构
由姚仰平教授等提出的统一硬化模型(UH模型)能够合理考虑土的复杂应力路径和应力历史对土体变形和强度的影响,它不仅能够描述正常固结土的特性,而且能够描述超固结土的硬化、软化、剪缩和剪胀等应力应变特性。采用有限元法分析岩土工程问题时,核心就是岩土本构模型,而在岩土工程数值分析中广泛应用的Cam-clay模型等弹塑性模型虽然能够很好反映正常固结土和弱超固结土特性,但是却不能很好地描述超固结土特性,所以应
土的应力应变表现出时间相关性,这种特性被称作土的流变性(rheology)或粘滞性(viscosity)。在工程中,土的流变会引起地基的不均匀沉降和边坡的长期强度降低等诸多工程问题。如果在岩土工程的设计和建设中忽略或低估土的流变,会给工程的正常使用和安全留下隐患。因此,土的流变研究一直是土力学研究的热点。近年来,随着我国经济的发展,在沿海、河岸、湖泊周边等软粘土环境中的基础设施建设项目(比如机场、
由于土体在天然沉积过程中受到重力的影响,土颗粒长轴倾向于沿水平沉积面呈优势排列,使得土体在不同方向上的物理力学性质不同,即各向异性。只有深入理解各向异性对土体强度和应力应变特性的影响,揭示各向异性土的破坏和变形机理,建立合理描述土体各向异性的本构模型,才能为边坡失稳、地基变形、地面沉降等土工问题分析提供更加科学的理论依据。本论文从土的各向异性研究方法对比、奥林匹克森林公园原状土试验和各向异性土的试
土的小应变特性,是指土在小应变范围内(应变值为0.0001%-0.1%)表现出的应力应变特性。在实际工程中,如不考虑土的小应变特性将会严重影响本构模型对某些工程问题的预测和评估,例如:地基的不均匀沉降、隧道或基坑开挖对周围环境的影响等等。因此,研究土在小变形范围内表现出的应力应变特性,以及建立能够考虑小应变特性的本构模型是岩土工程领域近年来越来越受重视的课题。本文基于统一硬化超固结土本构模型(Un
掩埋核废料的填土等基本处于非饱和、超压密(超固结)、三维受力和变温状态,因此,建立能够统一描述上述复杂条件下土的基本力学特性的模型变得尤为重要。在巴塞罗那模型和超固结饱和土UH模型的理论基础上,建立了考虑温度和吸力共同影响的三维超固结土的实用临界状态本构模型,即考虑温度影响的非饱和土UH模型。主要工作体现在四个方面:超固结非饱和土的试验研究、超固结非饱和土的本构模型、考虑温度影响的超固结非饱和土本
本文主要研究了Furuta型算子不等式理论与含亚正规算子的一些算子类的性质.含亚正规算子的算子类主要指p-亚正规算子(hyponormal operator),wF(p,r,q)算子类,A(n)算子类,n-仿正规算子(paranormal operator)等.它们都是亚正规算子的进一步发展.第一章为引言和预备知识,主要介绍Furuta型不等式的起源,一些基本算子类的定义、性质及本文需要的一些基础
自然沉积土表现为不同程度的超固结性,超固结土与正常固结土相比具有较低的孔隙率,较高的强度,表现出剪胀和软化特性。本文通过深入研究超固结土的应力应变特性,在统一硬化模型的基础上,提出了一种适用于超固结土与正常固结土的统一硬化模型;通过考虑初始应力各向异性的影响,将其推广为初始应力各向异性超固结土模型;在此基础上,并结合变换应力方法,推导出了初始应力各向异性超固结土不排水抗剪强度的统一表达式。超固结土