深基坑支護工程數字孿生系統中的術語研究及標準化

中圖分類號：TU753；TU17；C04 DOI:10.12339/j.issn.1673-8578.2025.03.027

Standardization of Terminology in Digital Twin Systems for Deep Foundation Pit Support Engineering// DU Lei

Abstract:Withthewidespreadapicationofdigitaltwintechologyindeepfoundationpitsupportengineing，thecro-teation of tersithetwofeldshasbroughtaboutconfusionintermsandinconsistentdefiitions，hichhasafetedacademicexchangesand technologypromotio.Toughieratureeseachandardanalysisndfeldvisits，tspapersstematicallyolectedrelevantte inthedigitaltwinsystemofdepfoundationpitsupptengieeing，andestablshedapreliinarytemiologylibrarycontaiing487 terms.The studyanalyzed thecurent status of terminologyuseandthe mainconfusionpoints.Inresposetotheseproblems，principles forterminologystandardizationwereproposed.Thecore tessuchas“digitaltwinsystemofdepfoundatiopitsupportengieing\" werestandardizedanddied，andathre-levelclasificationsystemof“maindomain-subdomain-terminologygroup\"wascostructed.

Keywords:Deep foundationpitsupport engineering;Digital twin;Terminology standardization;Terminologysystem

近年來，數字孿生技術作為工業4.0的核心技術之一，已開始向土木工程領域滲透，為深基坑支護工程的設計、施工和監測提供了全新的技術手段。數字孿生系統能夠創建物理實體的虛擬映射，實現物理空間與信息空間的雙向交互，從而提升工程全生命周期的管理效率[1]。然而，隨著新技術的融合應用，深基坑支護工程領域與數字孿生技術領域的術語系統出現了交叉混用、定義不統一等問題，影響了學術交流的準確性，術語作為科學技術知識的載體和表達工具，其規范化和標準化對于促進學科發展具有重要意義?；诖?，本研究旨在對深基坑支護工程數字孿生系統中的術語進行系統梳理和標準化研究，通過文獻調研等方法識別當前術語使用中存在的問題，提出術語標準化的原則和方法，構建科學合理的術語分類體系，并對核心術語進行界定與規范。

1深基坑支護工程數字孿生系統術語概述

1.1 深基坑支護工程術語特點

深基坑支護工程術語體系來源多元復合，既有“支護結構”“樁錨支護”“土釘墻”等源自傳統土木工程和巖土工程的基礎術語，也有“彈塑性分析”

“復合土壓力”等融合了結構力學、材料學等學科的交叉術語，這種多源性使得術語體系呈現出較強的學科交叉特征。

術語表述具有高度專業性和技術性，“安全系數”“水平位移控制值”等許多術語包含特定的工程參數和技術指標，這些術語在使用過程中往往需要配合具體的數值和單位。隨著新材料、新工藝、新技術的持續涌現，“自鉆式土釘”“雙軸水泥攪拌樁\"等新術語在深基坑支護工程領域不斷推陳出新。這一現象不僅體現了該領域蓬勃發展的技術創新活力，同時也對術語體系的動態更新機制提出了新的要求。

術語存在地域差異和行業差異，同一工程現象或技術措施在不同地區或不同行業主體間采用不同的表述方式，術語與工程實踐緊密結合，“超前支護”“逆作法”“明挖順作法”等術語直接來源于工程實踐經驗的總結和提煉，具有很強的實用性和針對性。

1.2數字孿生技術術語融合問題

數字孿生作為新興技術范式在深基坑支護工程領域的應用，術語定義出現交叉混淆現象，數字孿生領域的“模型”“仿真”“實時數據”等核心術語與傳統工程領域中的同名術語在概念內涵和外延上存在顯著差異。傳統工程中的“模型”多指物理模型或簡化的計算模型，而數字孿生中的“模型”則強調全方位多維度的虛擬映射和動態更新能力。

數字孿生技術以數據為中心，強調“數據驅動”“閉環反饋”“實時交互”等概念，而傳統深基坑工程術語體系則以結構和施工為中心，這種差異導致兩個領域的術語體系在結構層次上難以有效對接?！癉igital Twin”“Cyber-Physical System”等術語在引入過程中出現了多種翻譯版本，增加了術語使用的混亂度，隨著兩個領域的深度融合，產生大量新型復合術語，“基坑數字孿生體”“支護結構健康監測孿生系統”“虛實融合監測平臺”等這些術語尚未經過系統的規范和標準化處理，數字孿生技術術語多應用于信息技術和系統設計場景，而深基坑支護工程術語主要用于工程設計和施工管理場景，不同應用場景對術語精確度和表達方式的要求不同。

2 術語調研與分析

2.1 術語收集與使用現狀

本研究通過系統的文獻調研收集了深基坑支護工程數字孿生系統中的相關術語。檢索了2010年至2023年國內外發表的相關學術論文300余篇，重點關注數據庫中的被引文獻;同時對《巖土工程術語標準》《建筑基坑支護技術規程》等20余部標準規范進行了全面梳理。

當前深基坑支護工程數字孿生系統中的術語使用呈現以下特點： ① 術語使用頻率分布不均，統計顯示“數字孿生模型”“實時監測數據”“支護結構\"“變形監測”等20個術語在文獻和工程實踐中的出現頻率較高，表明這些術語已成為領域核心術語； ② 術語定義一致性不足，對同一術語的不同定義在不同文獻和標準中比比皆是； ③ 術語翻譯多樣化，部分引進術語有多種翻譯版本； ④ 新興術語涌現速度快，近三年來每年新增交叉融合術語約15個，反映了該領域的快速發展； ⑤ 術語使用存在明顯的學科背景差異，來自計算機和信息科學背景的研究者與土木工程背景的研究者在術語選擇和使用習慣上存在顯著差異。

2.2 術語混亂點分析

首先，概念界定模糊是最突出的問題，尤其表現在數字孿生核心術語與深基坑工程術語融合過程中。其次，術語表述不統一現象普遍存在，同一概念在不同文獻或工程實踐中采用不同表述方式，造成學術交流和技術推廣的障礙。第三，術語等級結構混亂，部分術語在不同語境下可能表示不同層級的概念，導致術語體系的層次性和系統性受到破壞。最后，新舊術語過渡不明確，隨著技術的發展，一些傳統術語被賦予了新的內涵，但其新內涵的拓展過程缺乏規范的說明和界定。

3 術語標準化研究

3.1 術語標準化原則

深基坑支護工程數字孿生系統術語標準化需遵循科學合理、系統協調的基本原則，同時考慮學科交叉特點和技術發展趨勢。本研究提出以下術語標準化原則：術語的定義和使用必須嚴格符合學科專業知識，準確反映其科學內涵，避免因術語不準確導致的概念混淆和技術誤解

術語體系應當內部協調、層次清晰，既要與傳統深基坑支護工程術語體系保持兼容，又要容納數字孿生技術的新概念，形成有機統一的術語網絡，

優先采用已有國家標準和行業標準中的規范術語，避免不必要的術語創新和復雜表述，使術語易于理解和傳播，術語的選擇和定義應考慮工程實際應用需求，滿足設計、施工、監測、管理等多個環節的術語使用要求。對于引進的國外術語，應在尊重原意的基礎上，結合中文表達習慣進行規范翻譯，避免多種譯法并存造成的混亂，應建立中英文術語對照機制，便于國際交流

3.2 核心術語界定與規范

基于前期的術語收集和分析，本研究對深基坑支護工程數字孿生系統中的核心術語進行了界定與規范。明確“深基坑支護工程數字孿生系統”的定義：基于物理深基坑工程實體，通過傳感網絡采集深基坑環境、支護結構及周邊設施的多維數據，在虛擬空間構建動態更新的深基坑模型，實現物理基坑與虛擬基坑之間的雙向映射、實時交互和閉環反饋的智能化系統[2] 。

針對數字孿生核心概念，規范“數字孿生體”為包含物理實體、虛擬實體和連接兩者的數據與服務的整體，區別于單純的三維模型；規范“孿生映射”為物理深基坑與虛擬模型之間多維信息的雙向映射過程，強調實時性和交互性；規范“虛實融合”為物理空間與信息空間的深度結合與協同演化，而非簡單的疊加或并置。

針對深基坑支護工程與數字孿生技術融合產生的交叉術語，本研究提出以下規范定義： ① “智能感知系統”，指由各類傳感器、采集設備組成的，能自動采集深基坑工程中位移、應力、水位、裂縫等多維數據的網絡化設備系統，區別于傳統的“監測系統”； ② “基坑健康狀態”，指深基坑支護結構及其影響區域在特定時刻的安全性、穩定性和功能性綜合表現，包含結構完整性、變形控制、周邊環境影響等多個維度； ③ “智能預警機制”，指基于數據分析和模型預測，對深基坑可能出現的風險進行多級別、多維度預警的自適應系統，強調其主動性和智能性； ④ “支護結構數字化表達”，指將物理支護結構轉化為具有幾何、物理、力學、時間等多維屬性的數字化模型的過程和結果。

3.3 術語分類體系構建

為系統化管理深基坑支護工程數字孿生系統的術語，本研究構建了一個多層次、多維度的術語分類體系。該體系采用“主域一子域一術語群”的三級結構，既反映學科交叉特點，又體現技術應用邏輯。在主域層面，將術語分為四個主要領域：基礎理論與概念、物理實體與工程、虛擬模型與數據、系統應用與服務。在子域層面，每個主域下設置若干子域，以更精細地劃分術語類別。

每個子域下按照技術關聯性和應用相關性組織相近術語，形成術語簇。這種分組方式便于術語的查找和理解，也有助于發現術語間的邏輯關聯。特別值得注意的是，本研究針對交叉融合產生的新術語，在“交叉融合概念”子域中設置了專門的術語群，以適應學科交叉創新的需要。此外，本研究還建立了術語的關聯映射機制，通過“參見”“相關”“對應”等關系標記，展示不同術語間的聯系，形成網狀的術語知識結構，而非簡單的樹狀層級。

4結語

本研究針對深基坑支護工程數字孿生系統中的術語問題，系統收集和分析了相關術語使用現狀及混亂現象，提出了術語標準化的基本原則，對核心術語進行了規范界定并構建了多層次的術語分類體系，研究成果為深基坑支護工程數字孿生技術的學術交流和工程應用提供了術語基礎，有助于促進該領域的規范化發展和知識體系構建。

參考文獻

[1]陳瑞雪.工業互聯網數據采集系統共性技術研究[D].蘇州大學，2022.

[2]張文偉.建筑工程中深基坑支護的施工技術管理探究[J].建材發展導向，2024，22(20）：130-132.