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按照我国不同阶段的发展规划和需要,目前,拟建的铁路新线大多是在复杂的山区进行的,在这些地区,工程地质条件往往十分复杂,分布着崩塌、岩堆、滑坡、断裂构造、泥石流等不良地质病害,此时,工程地质条件成为了选线的重要依据。但目前在三维可视化选线设计中,普遍缺少对地质信息的集成应用和有效表达,对于山区的铁路侧重于地质选线而言并不能满足这种要求。随着BIM的发展和应用,BIM技术对工程建设行业的影响显而易见,是工程勘察设计的第二次革命,但由于铁路行业工程的复杂性,BIM技术在铁路领域的应用仍处于起步和探索阶段,相关研究成果较少。本文首次采用基于全BIM模型的铁路地质选线设计,致力于利用BIM技术快速精确地完成三维地质模型的建立,并进行相关铁路地质选线设计和分析工作,为实现铁路地质选线提供新思路与新靶点。论文的主要研究内容与研究成果如下:(1)针对线路前期规划阶段,基于Google Earth二次开发,实现了数字高程模型DEM的获取、遥感影像的获取和自动拼接,并完成对线路工程地质信息的遥感解译判断;开发了虚拟钻孔内插程序,实现了对未知区域钻孔信息的预测和获取;应用CATIA二次开发技术完成钻孔的导入和虚拟钻孔的添加,从而将工程经验添加到实际建模过程中。(2)基于CATIA平台,完成了对地形、不良地质构造和地层实体的建模研究,特别是不良地质构造中断层、滑坡、岩溶、泥石流等模型的建立,同时完成了对地质模型的渲染工作;基于CATIA构建的三维地质模型,实现对模型的任意多角度剖切,并完成剖面的二维出图,实现对地质模型的三维可视化。(3)基于CATIA平台实现了对桥梁、隧道、路基和轨道等线路构造物的参数化建模,并基于知识工程模块创建相应的构造物模板,完成了线路实体模型数据库。(4)提出了铁路全线骨架设计思路,基于知识工程二次开发,实现了线路构造物的快速创建和自动拼装,探索性的完成了全线模型设计,提高了设计效率。(5)应用CATIA二次开发技术,完成了在三维地质模型中的定线工作,利用地质模型的属性查询和地质信息的实时提醒,实现了基于三维地质模型确定线路空间合理范围。(6)完成不良地质实体模型和线路结构模型的空间冲突检测,实现合理的设计和优化线路结构方案。通过对不同方案的工程开挖和工程量统计,完成局部地段线路构造物的比选,同时为工程造价的概预算提供依据。