Прямая речь
Цифровая геология

 Автор колонки – к. т. н. Сергей Ланько, доцент кафедры геотехники 

С недавних пор технологии информационного моделирования зданий стали неотъемлемой частью проектирования. При проектировании некоторых объектов капитального строительства их применение согласно федеральным законам обязательно.

Построение цифровых моделей зданий (или цифровых двойников) даёт много преимуществ как на стадии проектирования, так и на стадии строительства и эксплуатации. Однако следует понимать, что эффективность их использования зависит от всех участников строительного процесса, то есть даже подрядчики при выполнении строительно-монтажных работ должны иметь соответствующее лицензионное программное обеспечение и квалифицированные кадры.

При сдаче проектов в экспертизу наряду с классическим «кирпичом» бумажного варианта проектировщики предоставляют ещё и цифровую модель здания АР и КР, а также файлы с расчётной моделью. При этом общие требования к предоставляемым моделям, структуре и т. п. более-менее определены, даже разработаны BIM-стандарты, чего не скажешь о результатах инженерно-геологических изысканий.

На сегодняшний день нет чёткого понимания, как необходимо предоставлять данные инженерно-геологических изысканий в виде цифровых моделей. Это связано, прежде всего, с различием в расчётах по разделу «надземных конструкций» и геотехнике. Расчёт строительных конструкций производится чаще всего по стандартным законам теории упругости, и каждый элемент наделяется стандартным набором свойств. Исключение составляют уникальные объекты, где требуется проведение нелинейных расчётов.

В геотехнических расчётах виды испытаний, которые закладываются в программу испытаний, во многом зависят от используемых моделей поведения грунтов, типов сооружений, наличия или отсутствия окружающей застройки.

Первым этапом в построении цифровых моделей геологической среды является задание напластования грунтов. Это производится по данным геологических колонок, а также после статистической обработки результатов лабораторных исследований.

Второй этап – задание свойств грунтов, которые участвуют в формировании геологического строения. В простом варианте для трёхмерного тела геологического слоя задаются «атрибуты» – текстовые данные с характеристиками грунтов.

В геотехнических программах каждому грунту присваивается тип поведения (модель) и соответствующий набор свойств, который описывает работу этой модели. Однако при сравнении результатов лабораторных и виртуальных испытаний чаще всего наблюдается разница в поведении грунта под нагрузкой, в связи с чем требуется адаптация результатов лабораторных исследований к расчётным моделям.

В настоящее время между геологами и геотехниками существует разрыв, вызванный тем, что используемые в расчётах программные продукты и расчётные модели неизвестны изыскателям. Это связано с несогласованностью образовательных программ.

Для геологической среды корректнее применять термин «геотехническое информационное моделирование» (или Geotechnical information modeling – GIM) и использовать подходы классического BIM в изысканиях.

Для этого необходимы следующие шаги:

• изменить программы обучения в традиционных «геологических» университетах (например, в Санкт-Петербурге это Горный институт и Санкт-Петербургский государственный университет), вводить геотехнические дисциплины;
• изменить подходы к инженерно-геологическим изысканиям, что повлечёт за собой повышение их стоимости, так как потребуется проведение предварительных работ, построение цифровых моделей (к примеру, Сингапур потратил на создание цифровой модели города около 73 миллионов долларов США (подробнее));
• разработать стандарты на цифровые модели на уровне курирующих комитетов городских администраций.

Редактор рубрики: Глеб Барбашинов
Фото: Сергей Ланько; realty.rbc.ru / gisresources.com
Фото автора: Сергей Клишис