基于粒子群算法的高拱坝仓面排序多目标优化研究

混凝土高拱坝浇筑施工中,仓面排序是重要环节,如何通过施工进度和施工均衡性的优化获得合理的仓面排序方案是需要解决的重要问题。目前的排序方法大都是根据已有的经验或基于对坝块属性值的数学分析来制定跳仓排序规则,无法有效地解决仓面排序的多目标优化问题。本文综合考虑影响混凝土浇筑的各项因素,建立了以高拱坝跳仓排序规则为变量,以优化施工工期、月浇筑强度、浇筑机械利用率为目标的多目标优化模型,应用粒子群算法对该多目标优化问题进行求解,从而获得多目标综合最优的仓面排序方案。实例表明,本文采用粒子群算法实现了对仓面排序方案的优化调整,计算得到的Pareto解集能够为决策者提供多个方案以便更好地决策,利用逼近理想解法优选的排序方案与传统仓面排序方法的施工仿真结果相比,能够获得更短的工期和更均衡的浇筑过程,对于指导现场施工具有重要意义。     

混凝土坝面作业场景智能识别ResNet50-SEMSF方法

为提高混凝土坝面作业场景识别工作效率,提出了一种混凝土坝面作业场景智能识别方法（ResNet50-SEMSF）。将采集的坝面施工现场监控视频分割为图像,分析混凝土坝面作业人、机、料、环境等实体要素图像特征,界定坝面作业典型场景;以残差网络（ResNet50）为骨干网络结构,引入挤压激励（SE）注意力机制,关注不同通道间特征关系,提升坝面作业场景图像中多目标实体要素关键特征表达能力;融合下采样多尺度特征,保留坝面作业场景图像低级特征和高级语义信息,增强模型对图像不同层次特征的理解能力,克服尺度变化、目标变形等问题。对比分析其他3种卷积神经网络模型试验结果,使用梯度类激活映射（Grad-CAM）可视化方法,解释ResNet50-SEMSF模型对场景类别中实体要素信息的关注程度。结果表明：ResNet50-SEMSF识别效果明显优于ResNet50、MobileNetV2、VGG16等经典网络模型,表明ResNet50-SEMSF模型用于混凝土坝面作业场景智能识别的可行性,为混凝土坝面施工安全管理工作提供参考。     

碾压混凝土坝仓面压实质量5D可视化馈控研究

为满足碾压混凝土坝施工质量精细化控制要求，研发了碾压混凝土坝仓面压实质量5D（三维位置、时间和质量参数等5维）可视化馈控系统。首先，提出基于AutoCAD/OpenGL的施工期3D快速建模方法，方便施工一线技术人员构建坝体施工单元3D信息模型，可精确表现随仓面施工进度推移而叠加演变的坝体形态，并有效显示施工阶段坝体实体信息；其次，基于仓面实时获取的碾压工艺参数，建立了基于BP-ANN的碾压层压实度计算模型，给出碾压混凝土坝压实质量全仓面智能评价方法，远程3D模型上可实时显示碾压层施工质量数字可视化云图，并形成Web在线碾压质量报告，实时指导施工人员针对欠碾区域及时补碾修复和再评价，实现了智慧施工。研发系统应用于工程实际，验证了其可靠实用性。     

大坝浇筑立体交叉作业空间竞争程度研究

为刻画大坝浇筑立体交叉作业空间竞争程度,分解混凝土运输、平仓、振捣等工序,分析空间竞争致灾过程,从微观粒度上识别存在空间竞争的交叉作业工序;依据危害能量流动路径与承灾体工序施工特征,同时结合人、机械、设备等承灾体的几何属性,分别界定危险源工序影响空间与承灾体工序工作空间;计算危害能量覆盖空间重叠区域的概率与承灾体出现在空间重叠区域的概率,采用联合概率表征大坝浇筑立体交叉作业空间竞争程度。研究结果表明：缆机垂直运输时立体交叉作业空间竞争程度达到峰值;缆机与浇筑仓面垂直距离越小,危险源工序影响空间面积越小,浇筑仓面上立体交叉作业空间竞争程度越小。     

混凝土坝面交叉作业安全风险智能识别方法

为快速准确识别混凝土坝面作业风险，针对坝面交叉作业复杂场景特征，基于YOLOv8网络，提出了一种混凝土坝面交叉作业安全风险智能识别方法（YOLO-CDSRI）。首先，采用跨阶段局部网络（CSPNet）和快速空间金字塔池化模块（SPPF）构建主干网络，提高模型对图像中安全风险的态势感知能力。其次，针对小目标安全风险的误识别、漏识别问题，引入双向特征金字塔网络（Bi FPN），经双向跨尺度连接和加权特征融合，增强风险特征间的信息耦合，提升模型对小目标安全风险的关注度。最后，以Wise-IoU为边界框回归损失函数，结合动态非单调聚焦机制，利用“离群度”评估锚框质量，避免标注框几何因素对模型的过度影响。研究表明：经500次迭代训练，YOLO-CDSRI的综合性能优于YOLOv5s、SSD和Faster-RCNN模型，可为智能识别混凝土坝面交叉作业安全风险提供技术支撑。     

苏只水电站1号机蜗壳顶板裂缝处理

苏只水电站在厂房1号机组蜗壳顶板混凝土浇筑过程中,发生模板支撑变形造成新浇混凝土下沉,仓面裂缝,混凝土浇筑中断的质量事故。分析了产生事故的原因,采用凿槽回填膨胀混凝土、化学灌浆以及结构补强工程处理措施后,检测资料表明,该部位施工质量总体满足设计和规范要求。     

高拱坝仓面施工时空冲突分析与调整方法研究

针对高拱坝仓面浇筑过程中的时空冲突问题,本文首先分析仓面施工实体在三维空间中的状态变迁过程,建立了仓面施工实体时空演化模型及描述方法;依据状态变迁过程分析了浇筑时空冲突的产生机理、分类及影响效应,同时构建了冲突的空间和时间调整机制;最后,综合上述方法构建了基于浇筑行为模拟的冲突检测机制,实现了虚拟场景下仓面浇筑过程的模拟及过程中冲突的实时检测、分析与调整,并建立了施工方案动态调整优化模型。实例分析证明,本方法可在执行前为工程人员提供方案实施过程的详细数据,了解方案的执行效果,为分析方案的可行性、合理性和安全性提供科学依据。     

混凝土坝施工文档实体知识智能挖掘方法

混凝土坝施工信息多以文档文本的形式呈现,其体量大、分布广、内在关系复杂,人工操作难以准确、高效地提取信息知识内容,理清错综复杂的施工信息关系。在自然语言处理技术中,命名实体是文本信息知识的载体,实现精确快速的实体识别是施工知识挖掘的重要前提。本文提出一种融合深度学习与关联规则技术的混凝土坝施工文档知识智能识别及挖掘分析方法。该方法耦合双向长短期记忆神经网络（bi-directional long-short term memory,Bi-LSTM）与条件随机场（conditional random field,CRF）,定义混凝土坝施工实体类型,构建命名实体识别模型,形成混凝土坝施工实体知识集合;在此基础上,考虑施工文本表达规律及实体类型,预定义实体之间关系,确定施工实体组合形式,形成实体关联规则提取技术;以实体关联规则提取技术为导向,改进Apriori算法计算频繁项集,获得实体间的强关联规则。该方法应用于实际混凝土坝施工监理周报中,经过计算得到命名实体识别的精确率为86.42%,验证了该方法的准确性。利用改进Apriori算法分析实体间的关联规则,证明了改进算法的优势,有助于提升混凝土坝施工文档知识分析的智能化与精细化水平。     

硫酸盐干湿-盐蚀下混凝土冷缝面损伤分析

我国西部地区地下水和土壤中富含硫酸盐,危害混凝土结构、减少服役寿命。在浇筑过程中,两层混凝土之间产生冷缝,冷缝面微裂纹多、孔隙大是离子流通的主要通道,是结构盐蚀破坏的薄弱面。通过浇筑间隔为0.25 d、0.5 d、7 d和28 d的带冷缝混凝土试件,经历0次、30次、90次和150次硫酸盐干湿-盐蚀循环,结合压剪试验探究浇筑间隔和干湿-盐蚀周期双因素影响下,混凝土冷缝面的黏结退化规律。结果表明：浇筑间隔越久冷缝面黏附力越低;浇筑间隔越短,冷缝面黏附力变化越明显,呈对数函数关系;干湿-盐蚀循环30次内,浇筑间隔对耐蚀性的影响不显著,干湿-盐蚀循环90次后,浇筑间隔对耐蚀性的影响差异逐渐增大;在浇筑间隔增大和干湿-盐蚀循环次数增加的双重影响下,会加速冷缝面的黏结失效。     

三峡工程塔带机及供料线施工系统关键技术研究

塔带机具有混凝土人仓速度快,浇筑范围大等优点,与三峡工程大坝混凝土高强度快速施工的要求相适应,但也存在温控难度大、易出现骨料分离等质量风险.通过三峡一期生产性试验确定了二期工程采用塔带机为主的施工方案,通过二期工程实践总结出塔带机浇筑设备配套、仓面施工技术、适应其高强度入仓的质量措施及温控措施等关键技术,为三期工程施工提供了工程经验.     

基于随机影响的仿真结果模糊综合评判

本文通过采用模糊综合评判方法对混凝土坝施工仿真系统运行结果进行评判，解决了传统运用多次仿真计算方法获得均值来进行成果提交所带来的耗时性及单方案筑块的浇筑顺序的描述困难问题，同时，该方法使每次系统运行结果在进行原型描述时都具数值化的衡量标准，并且可以很容易实现多次运行结果的原型代表性评判。本文还结合实例予以具体应用。     

金沙江下游水电站数字混凝土研究与应用

针对我国高混凝土坝建设“安全、高质、高效、经济、绿色”的目标,本文首先将数据驱动和机理驱动相结合,提出了融合信息与机理的数字混凝土技术,探讨了国内外已有数字混凝土理论的区别,建立了混凝土材料的数字孪生体;其次,根据数字混凝土架构从智能分析数据库、骨料生成与投放和水化动力特性赋能角度展开论述,诠释了数字混凝土构建与赋能过程,并回顾各种赋能技术的研究进展;随后,依托金沙江下游溪洛渡、向家坝和乌东德高混凝土坝,从数据抢救、高掺粉煤灰联合筑坝技术、低热水泥筑坝技术阐述数字混凝土的应用探索;最后对技术难点和应用前景进行总结。本文所提出的数字混凝土是混凝土材料另一个维度上的再现,能够联系纳-微-细-宏观角度结构性能演化机理进行跨尺度联动分析,从材料层次为大坝智能建设提供可靠的数据支撑和决策依据。     

溪洛渡特高拱坝混凝土保温技术研究与应用

大坝混凝土裂缝多为表面裂缝,深层裂缝和贯穿裂缝也多由此发展而成,加强表面保温是有效防止混凝土表面裂缝的重要措施。溪洛渡特高拱坝建设过程中,通过技术标准确定、仿真模拟研究、施工方案优化、标准工艺建设等系统性保温技术研究,提出了适应特高拱坝表面防裂需要的大坝混凝土个性化、精细化全坝保温工艺要求,经现场全方位实时监测和质量检查,溪洛渡拱坝混凝土保温实施效果明显,有效控制了大坝混凝土表面开裂的风险。     

堆石坝料压实监测指标影响因素及适用性分析

实时压实监测技术已成为堆石坝碾压质量控制的有效手段。但是面板堆石坝坝料种类多、不同坝料组分区别明显、施工工艺差异大，故而不同施工工艺对压实监测指标的影响，以及监测指标在不同坝料分区的适用性有待进一步研究。结合现场碾压试验，分析了碾压机行进方向、振动模式及坝料类型对压实监测指标的影响，发现碾压振动频率是其主要影响因素；同时发现包含更多碾轮加速度谐波分量的CCV指标对于不同面板堆石坝料有更好的适应性。基于上述分析，提出了耦合考虑频率的CCV指标来表征面板堆石坝不同坝料的压实质量。本文研究可为有多种坝料的面板堆石坝压实质量实时控制提供合适的监测指标。     

沙牌拱坝碾压混凝土浇筑中的关键技术研究

沙牌拱坝 (坝高 13 2m)是目前世界上最高的碾压混凝土拱坝。本文结合沙牌大坝对 10 0m级以上高碾压混凝土拱坝施工中的关键技术 ,如混凝土真空溜管入仓工艺、改性混凝土扩大使用范围、坝面作业、冬季施工等进行了详细地分析与研究 ,并提出了相应的解决方法。其研究成果的应用可以提高我国高碾压混凝土拱坝的施工水平 ,也可为其它类似工程的施工提供参考与借鉴     

混凝土重力坝全坝段三维动力分析

混凝土重力坝抗震分析多针对典型坝段采用二维模型进行。但对于较窄河谷、地震烈度较高等情况,坝段间的动力相互作用对重力坝的地震影响不可忽视。本文采用全坝段三维有限元模型、计入地基辐射阻尼、坝段间动态接触等影响混凝土重力坝地震响应的关键因素,研究分析高烈度区混凝土重力坝地震响应,并与坝段三维模型、无质量地基模型、无横缝整体坝模型的分析结果进行对比,揭示各种因素对混凝土重力坝地震响应的影响,并提出提高坝体抗震能力的工程措施。     

混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法

温控防裂与横缝工作性态调控是混凝土拱坝施工期面临的两大难题,而冷却通水策略是控制拱坝混凝土安全、横缝开合的关键因素。为此,本文提出了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法,并综合应用智能化控制理念、仿真分析工具、自动控制技术构建了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制系统。分析表明,该系统有效调控了坝体应力与横缝工作性态、充分发挥了混凝土材料性能、大幅提升了温控施工效率,实现了拱坝温控防裂与横缝性态调控的多目标智能优化。     

混凝土高坝仿真计算的并层坝块接缝单元

混凝土高坝往往有一二百层，仿真应力分析的计算量十分庞大，笔者提出的并层算法使计算得到极大简化，但当坝内纵横接缝较多时，并层的效果有所降低，本文提出一种特殊的接缝单元，使各坝块可独立进行并层，互不影响，有效地解决了设有纵横接缝的混凝土高坝的仿真应力分析问题。