岩土工程数字孪生理论与方法

本书以土木工程智能化发展的需求为导向 ，将数字孪生技术引入到岩土工程领域，以岩土工程智能化的专业知识和关键技术为主线 ，系统地介绍了岩土工程数字孪生现状及未来发展趋势 、数字孪生的基础知识 、基于人工智能机器学习的大数据处理方法 、岩土工程数字孪生体建模技术和方法 、岩土工程智能感知技术 、岩土工程灾害隐患智能识别与态势感知。本书内容系统 、新颖 ，突出知识性和实用性。对岩土工程数字化 、智能化建设研究与应用具有一定的参考价值。

目录

1    绪论   1

1 . 1    数字孪生发展历史与现状   1
1 . 2    数字孪生在各领域的发展   6
1 . 3    岩土工程数字孪生技术应用现状  15
1 . 4    岩土工程数字孪生技术发展存在的问题和发展趋势  25

2    数字孪生基础知识  31
2. 1    数字孪生的定义  31
2. 2    数字孪生的发展阶段  33
2. 3    数字孪生的理想特征  34
2. 4    数字孪生组成体系与技术体系  35
2. 5    与数字孪生相关的概念  64
2. 6    数字孪生与新一代信息技术的关系  69
2. 7    数字孪生几个问题和未来展望  74

3    基于人工智能机器学习的数据处理方法  81
3 . 1    引言  81
3 . 2    人工智能与机器学习  82
3 . 3    机器学习简介  90
3 . 4    几种典型的机器学习方法  96
3 . 5    机器学习处理大数据方法   131
3 . 6    机器学习在岩土工程中的应用   136
3 . 7    问题与展望   144

4    数字孪生体建模技术与方法   151
4. 1    数字孪生体建模技术   151
4. 2    三维地质建模手段和方法   153
4. 3    三维实景建模技术   192
4. 4    岩土工程数字孪生体构建   204
4. 5    三维可视化地质模型构建实例   214
4. 6    小结   222

5    岩土工程智能感知技术   226
5 . 1    岩土工程监测历史与现状   227
5 . 2    岩土工程监控设计的原理和方法   229
5 . 3    岩土工程监测主要指标和数据源   237
5 . 4    量测数据处理   248
5 . 5    智能监测技术   263
5 . 6    岩土工程监测的发展趋势   284

6    岩土工程灾害隐患智能识别与态势感知   289
6. 1    岩土工程灾害隐患智能识别与态势感知研究现状   289
6. 2    态势感知理论和方法   298
6. 3    矿井水害态势智能感知与预警系统研发与应用   329

参考文献  340