基于CATIA二次开发的土石坝三维参数化建模方法

针对土石坝交互式三维建模方法过程复杂、耗时长、不易修改等缺点,本文探索出一种基于CATIA二次开发技术的参数化建模方法。将土石坝断面节点坐标存储在Excel表格中,在Excel自带的Visual Basic开发环境中获取CATIA相关应用程序编程接口,采用Excel-VBA语言对CATIA进行二次开发,从而建立特征参数与三维实体之间的联系,实现土石坝三维参数化建模的功能。该方法能够快速高效地创建土石坝三维模型,为后续的仿真计算节省大量时间。     

CATIA在水工隧洞三维设计中的应用

基于CATIA平台,将水工隧洞分为进水口、进口渐变段、洞身段、出口渐变段4个部分分别建模,利用知识工程常用的知识元素公式、规则、设计表、检查等手段将设计条件嵌入模板中,构建工程整体骨架,再将设计的模板按骨架定位在工程地质体上,从而建立水工隧洞三维模型.     

土石坝设计中AutoCAD Civil 3D技术的应用

文章旨在借助AutoCAD Civil 3D软件,通过对土石坝工程的实例设计,对如何运用Civil 3D软件,建立地形曲面、创建路线及纵断面、创建断面装配、确定库容曲面等进行详细叙述,希冀能对水利工程设计者提供参考。     

水利工程信息模型的构建及其应用

基于BIM(Building Information Modeling)理念,在深入分析BIM建模软件和水利水电工程特殊性的基础上,以基于特征的现有参数化设计软件为系统工具,以参数化模板库和构件库为系统资源,以子模型装配和构件装配为主要过程的水利工程信息模型快速建模的理论方法体系为基础建立了水利工程信息模型,将此模型应用于可视化仿真查询系统中,实现工程各部位的精准定位和信息实时查询,为水利工程的运营管理提供便利。这是BIM技术在水利工程中的有益实践。     

BIM环境下的多向预应力渡槽智能施工

鄂北水资源配置工程七方渡槽为多向预应力渡槽,在其建设过程中,采用BIM技术建立渡槽结构的全尺寸、高精度三维模型,然后将渡槽结构、模板加固体系等三维模型进行碰撞检查,及时发现设计图纸的问题,避免了后期模板制作返工影响工程进度,提高了工程质量。从BIM建模、碰撞检查、有限元受力分析、预应力构件定位、施工工艺优化等方面,详细介绍了BIM在预应力渡槽施工中的应用,可为类似工程提供借鉴。     

大坝三维协同设计研究Ⅰ:大坝信息模型及框架

为改进传统大坝设计流程,提高设计效率,在总结三维协同设计研究进展以及对水利设计行业目前存在问题分析和研究的基础上,提出了包含规划子模型、任务管理子模型、参数化子模型、装配子模型、专业分析子模型、概算子模型、进度子模型、协调子模型和工程图子模型的大坝信息模型,阐述了大坝信息模型的定义、框架和组成,并针对土石坝设计提出了土石坝三维协同设计模型框架,为三维协同设计在大坝设计中的应用和三维协同设计平台的构建和实现提供了理论基础。     

基于BIM的胶结坝应力应变计算

胶结砂砾石坝是一种介于传统土石坝和混凝土坝之间的新坝型,其结构性态受地形、地质、建材特性及相关专业协同的影响,设计、结构分析重复工作量大,需要各专业之间协调工作,难以用常规方法分析其应力应变。采用CATIA三维软件进行胶结砂砾石坝及其地基的参数化建模,应用Hypermesh软件数据通道进行网格划分,并将模型导入FLAC3D软件进行基于FLAC3D的三维大坝有限差分计算分析,最后将剖面处的应力、应变数据以平截面图的形式展现在CATIA三维透视模型中,形成设计建模-结构分析-成果分析的数据闭环。该方法将三维建模与结构分析双向对接起来,利于设计的反复论证和优化。     

基于CATIA的抽水蓄能电站库盆三维设计研究

抽水蓄能电站的库盆设计为了做到挖填平衡,前期设计需进行大量方案比选工作。基于CATIA平台,研究采用参数化建模方法建立抽水蓄能电站库盆的三维模型,并用三维模型计算库盆水库库容以及开挖、填筑等主要工程量;实现了通过调整水位条件和修改模型的骨架来驱动更新三维模型,快速形成不同方案的库盆三维设计模型,极大提高了抽水蓄能电站方案比选的工作效率。     

基于数字孪生的高海拔高土石坝工程施工管控探索

为解决高海拔高土石坝工程施工过程复杂、施工周期长等因素引起的施工进度和质量管控难题，采用数字孪生理论与技术体系建立高土石坝工程数字孪生模型，模型包括基于三维GIS和BIM融合技术建立的表达工程施工动态过程的虚拟模型、基于循环仿真网络和贝叶斯修正技术建立的反馈优化施工方案的进度分析模型、基于物联网和大坝填筑全流程跟踪管理模型建立的大坝填筑质量跟踪和管控模型。以西南某高海拔地区高心墙土石坝工程为例，对高土石坝工程数字孪生模型开展工程应用。实践表明：建立的高土石坝工程数字孪生模型可实现高土石坝工程所在地区地形地貌和工程施工进度面貌的三维动态展示，快速追溯出现质量问题的工程部位的施工过程，同时借助现场GPS监测和移动端输入等信息采集手段实现平台虚拟模型与现场工程实体模型的双向联动。     

土石坝除险加固工程渗流计算分析

文章针对某土石坝除险加固工程，利用MIDAS/GTS有限元软件建立三维数值模型，计算分析土石坝在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位3种工况下的渗流稳定性。结果表明，所采用的渗流控制措施能够有效降低坝体浸润线，减少坝基渗流量，为以后类似工程的设计提供一些技术参考。     

基于CATIA的斜心墙土石坝建模与分析

以往水利行业的工程设计多是采用传统二维CAD技术,与之相比,BIM(建筑信息模型)技术具有表达直观、纠错能力强、信息完备等优点。为克服传统设计技术图纸不易修改、表达效果抽象、工作效率低下等缺点,以实现适应斜心墙土石坝特点的水利信息化技术为目标,以CATIA为平台,结合某斜心墙土石坝工程,基于VB对CATIA进行二次开发,建立了参数化模型。同时,基于该模型可快速修改与更新的特性,完成了以填筑量为标准的坝轴线方案比选。最后,基于三维模型所提供的信息进行二次开发实现了多截面的坝坡稳定计算。实践证明,CATIA技术可代替传统设计方法实现信息化建模,也可更广泛实现工程建设全过程的分析计算、施工管理与运行管理工作,进一步提升行业管理水平。     

复杂地震背景下新疆高土石坝抗震设计与应用实践

汶川地震后,国家颁布了新的地震动参数区划图和水电工程抗震设计相关规范。因此,针对新疆山区水库坝址区抗震设计烈度高、地质条件复杂的问题,为了更好的进行新的地震动参数区划、水电相关规范规定下高震区高土石坝的抗震设计和适应新颁地震区划条件下水电规范对老坝抗震复核的要求,结合近年来新疆高土石坝工程实践及国内外土石坝筑坝先进技术和经验,从高地震区动参数选取、坝体结构型式与坝料分区、防渗体结构、坝体压实与沉降变形控制、大坝抗震措施等方面对新疆高土石坝抗震设计和应用实践现状进行了系统总结,提出复杂地震背景下新疆高土石坝建设应遵循"稳、控、防、排"4字抗震设计理念进行抗震措施设计,并对新的地震动参数区划条件、新规程和规范要求下新疆高土石坝抗震安全评价及老坝抗震复核等工作中存在的问题进行了探讨,给出了相应的建议。对新疆土石坝抗震设计和应用实践的总结以及对新的条件和要求下新疆高土石坝抗震安全面临的问题的探讨和建议可为类似环境条件下的坝工建设提供技术借鉴。     

糯扎渡高心墙堆石坝离心模拟试验研究

近年来，随着高土石坝建设的迅速发展，研究坝体在施工期和运行期的各种性状已成为土石坝研究领域中最为重要的课题。同时，离心模拟试验技术在高土石坝的研究中也有了更加广泛的应用。本文结合坝高261．50m的糯扎渡心墙堆石坝，利用小比尺离心模型进行了模拟试验，研究坝体在施工期和运行期的应力和变形性状，论证采用小比尺离心模型研究高坝变形和应力性状的可行性，同时提出了原型坝体在竣工期和蓄水期的应力变化和变形情况，为该坝的设计和施工提供了科学依据。     

恰甫其海粘土心墙坝体渗流监测资料分析

为了有效地掌握土石坝的渗流状态,根据大坝渗流监测资料,结合工程实际,考虑库水位、降雨量、温度及时效等因素的影响,建立了土石坝坝体和坝基测点的统计分析模型,通过实测值与模型值之间的对比来判断大坝的渗流性态。分析结果表明,大坝渗流性态正常,分析模型的应用效果良好。     

土石坝非稳定渗流场和应力场耦合分析方法

开展饱和／非饱和土的非稳定渗流场和应力场的耦合分析方法研究,考虑土石坝施工过程的初次蓄水变形、运行期考虑降雨和库水位升降导致的坝体变形对坝体安全的影响,对科学客观地评价坝体安全性具有重要意义。在对分析对象做出合理假定的基础上,推导了非稳定渗流场和应力场耦合的等价积分方程,对其进行了空间域和时间域的有限单元离散,并用Fortran90编制了相应的求解该耦合问题的非线性有限元程序。对一土柱非饱和固结问题的计算分析和一均质坝考虑施工过程和蓄水过程的应力应变计算分析表明,提出的针对土石坝的非稳定渗流场和应力场耦合分析方法是合理的,可以应用于实际工程。     

瀑布沟心墙堆石坝地震裂缝分析

本文首先建议了判别土质心墙坝地震裂缝的应力与变形判据。然后，运用“南水”双屈服静力弹塑性数值模型及等价粘弹性动力模型，结合瀑布沟高心墙堆石坝进行了６种方案的静、动力应力应变计算。对该坝产生地震裂缝的可能性提出了判断分析。在此基础上，提出了高土石坝地震裂缝分析方法与抗裂措施。     

山西张峰水利工程大坝反滤层渗透稳定性分析

山西张峰水利工程是山西省重点工程,其大坝为粘土斜心墙堆石坝,通过颗粒分析、接触冲刷、接触流失和裂缝冲刷试验,分析了大坝反滤层的渗透稳定性,证明大坝反滤层设计的合理性,并探讨了土石心墙坝反滤层渗透稳定性的几个问题,供类似工程参考。     

基于CATIA的心墙堆石坝三维可视化交互系统

目前大坝施工仿真建模中多是基于Geographic Information System(GIS)或3DS MAX软件构建的施工场景,其三维模型存在精度不高,不易修改,相似模型也不能重复利用等问题。本文将CATIA引入心墙堆石坝施工仿真建模中,即利用CATIA的三维建模技术构建了心墙堆石坝的三维施工场景。关键技术包括骨架设计技术、参数化技术、知识工程技术和设计过程模块化技术,并通过三维数字建模来模拟整个建筑物的信息。以某心墙堆石坝为例,建立了基于CATIA的心墙堆石坝施工仿真系统平台,实现了基于Brower/Server(B/S)的堆石坝施工场景的远程交互,可为堆石坝施工管理提供理论与技术支持。     

基于高精准三维模型的土石坝整体变形监测研究

本文通过基于球面投影大坝三维表面构建算法构建土石坝表面模型,重建土石坝精确三维表面模型,将第一期数据作为参考数据,利用不同时期采集的点云数据与参考模型进行对比分析来获取大坝变形信息。通过试验验证了本文方法的可行性和实用性。