内容简介
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。
本书可作为普通高等院校土木工程、智能建造、工程管理等专业高年级本科生和研究生的教材，也可供建筑、水利水电、交通、矿山、机场建设等领域从事岩土工程设计、施工、监理、咨询、科研、管理等相关人员学习和参考。
目录
1 绪论
1.1 数字孪生发展历史与现状
1.2 数字孪生在各领域的发展
1.2.1 数字孪生在航空航天与医疗健康领域的发展
1.2.2 数字孪生在国防领域的发展
1.2.3 数字孪生在制造与数字工厂领域的发展
1.2.4 数字孪生在城市建设领域的发展
1.2.5 数字孪生在能源领域的发展
1.3 岩土工程数字孪生技术应用现状
1.3.1 城市建设工程
1.3.2 交通与隧道工程
1.3.3 水利工程
1.3.4 矿山工程
1.3.5 石油钻井工程
1.4 岩土工程数字孪生技术发展存在的问题和发展趋势
1.4.1 目前岩土工程数字孪生发展存在的问题
1.4.2 岩土工程数字孪生未来研究展望
思考题
参考文献
2 数字孪生基础知识
2.1 数字孪生的定义
2.2 数字孪生的发展阶段
2.3 数字孪生的理想特征
2.4 数字孪生组成体系与技术体系
2.4.1 数字孪生组成体系及应用准则
2.4.2 数字孪生技术体系
2.4.3 应用层各场景数字孪生架构
2.4.4 数字孪生平台与工具
2.5 与数字孪生相关的概念
2.5.1 数字孪生与虚拟仿真
2.5.2 数字孪生与数字影子
2.5.3 数字孪生与虚拟样机
2.5.4 数字孪生与赛博物理系统（CPS）
2.5.5 数字孪生与数字线程
2.6 数字孪生与新一代信息技术的关系
2.6.1 数字孪生与物联网
2.6.2 数字孪生与3R
2.6.3 数字孪生与云、雾、边计算
2.6.4 数字孪生与5G
2.6.5 数字孪生与大数据
2.6.6 数字孪生与区块链
2.6.7 数字孪生与人工智能
2.7 数字孪生几个问题和未来展望
2.7.1 数字孪生识别与精度问题
2.7.2 数字孪生的科学问题与难点
2.7.3 数字孪生的标准化问题
2.7.4 数字孪生的商业化工具与平台
2.7.5 数字孪生的发展趋势
思考题
参考文献
3 基于人工智能机器学习的数据处理方法
3.1 引言
3.2 人工智能与机器学习
3.2.1 人工智能的概念
3.2.2 人工智能的发展历程
3.2.3 人工智能的基本分类
3.2.4 人工智能主流学派
3.2.5 人工智能核心关键技术
3.3 机器学习简介
3.3.1 机器学习的概念
3.3.2 机器学习的发展史
3.3.3 机器学习的用途
3.3.4 机器学习及算法分类
3.3.5 机器学习、数据挖掘及人工智能的关系
3.4 几种典型的机器学习方法
3.4.1 决策树
3.4.2 支持向量机
3.4.3 神经网络
3.4.4 贝叶斯分类器
3.5 机器学习处理大数据方法
3.5.1 多源异构数据融合方法
3.5.2 机器学习应用实现流程和方法
3.5.3 数据预处理
3.5.4 软件平台的选择
3.6 机器学习在岩土工程中的应用
3.6.1 滑坡预测预报中的机器学习
3.6.2 围岩质量与变形分析中的机器学习
3.6.3 地表沉降分析中的机器学习
3.6.4 岩土力学参数确定中的机器学习
3.6.5 地质建模中的机器学习
3.6.6 岩爆分析中的机器学习
3.7 问题与展望
思考题
参考文献
4 数字孪生体建模技术与方法
4.1 数字孪生体建模技术
4.1.1 数字孪生体建模技术与内容
4.1.2 构建数字孪生体的软件
4.2 三维地质建模手段和方法
4.2.1 三维空间数据模型及构建方法
4.2.2 三维地质模型的组成
4.2.3 三维地质建模方法
4.2.4 几种常见插值方法
4.2.5 地质建模过程中的不确定性
4.2.6 三维地质建模软件
4.3 三维实景建模技术
4.3.1 无人机航空摄影测量技术
4.3.2 无人机倾斜摄影测量技术
4.3.3 三维激光扫描技术
4.3.4 基于深度学习的图像识别技术
4.4 岩土工程数字孪生体构建
4.4.1 岩土工程数字孪生体架构
4.4.2 岩土体三维几何模型构建
4.4.3 岩土工程物理及规则模型构建
4.4.4 岩土工程行为模型构建
4.5 三维可视化地质模型构建实例
4.5.1 开发使用的主要技术
4.5.2 软件功能模块建立
4.5.3 三维可视化地质模型构建
4.6 小结
思考题
参考文献
5 岩土工程智能感知技术
5.1 岩土工程监测历史与现状
5.2 岩土工程监控设计的原理和方法
5.2.1 岩土工程监控设计的原理
5.2.2 现场监测的内容与项目
5.2.3 监测手段与仪器的选择
5.3 岩土工程监测主要指标和数据源
5.3.1 位移监测
5.3.2 支护力监测
5.3.3 声波监测
5.4 量测数据处理
5.4.1 量测数据的常规处理方法
5.4.2 量测数据
