土石坝工程运行期BIM与GIS融合管控平台研发

针对土石坝工程运行期海量监测数据异构、数据整合分析困难、管理效率低下等问题,提出以BIM与GIS融合应用为核心的解决方法,同时搭建运行期物联网感知体系,利用Socket技术,实现监测数据的实时传输。基于此,研发了土石坝工程运行期BIM与GIS融合管控平台,打通了多维业务数据与BIM模型的数据壁垒,实现了数据的对象级管理和整合分析,同时针对数字化移交、监测信息管理、安全分析预警等进行全方位三维可视化管控,促进了土石坝工程运行期的精益管理。实例应用结果表明,BIM与GIS融合管控平台解决了土石坝工程运行期管理过程中可视化程度低、数据信息整合困难的问题,为土石坝工程运行管控提供了一种新方法。     

母线洞对地下洞室群施工期风流行为的影响研究

基于CFD技术，采用标准k-ε湍流模型，分别建立地下洞室群风流场单相流模型和CO扩散混合模型。对施工期通风风流行为进行三维数值模拟，分析了母线洞贯通前后主厂房的风流场分布和厂房内不同位置CO浓度分布随时间的变化趋势。结果表明：母线洞贯通后使得主厂房内低速涡旋区增大，造成厂房底部施工工作面附近风流场紊乱，在工作面附近区域形成污染物滞留区。这易导致主厂房和主变室之间形成污风循环，对安全施工造成影响。     

基于 BIM+GIS 的长距离引水工程建设管理系统设计与实现

针对长距离引水工程建设管理中存在可控性弱、信息共享交流困难等问题,提出了 Skyline 平台集成 BIM 信息模型的方法,实现了施工进度模拟和工程量统计,通过 Skyline 软件的二次开发建立了基于网络的长距离引水工程建设管理系统。系统以三维空间大场景为可视化交互环境,为各参建方提供了一个可视化的信息共享与协同办公平台,同时实现了以进度和工程量管理为核心的八大项目管理功能,满足引水工程建设管理需求,体现了 BIM 和 GIS 融合在引水工程建设管理中的应用价值。目前系统已应用到某引水工程中,效果良好。     

早期混凝土黏弹性行为的温度-结构场耦合分析

为了模拟早期混凝土温度应力,基于ABAQUS二次开发平台,编写考虑水泥水化度影响的温度场计算用户子程序和考虑成熟度影响的黏弹性应力场计算用户子程序,并通过与理论公式对比验证子程序开发的合理性。采用温度场和应力场耦合方法,将子程序应用于研究某大体积混凝土承台的早期温度应力变化规律。结果表明,在考虑和未考虑水泥水化度的影响下,温度场变化规律相同,但考虑水泥水化度影响后温度峰值低于未考虑水泥水化度影响的情况;在考虑和未考虑早期混凝土徐变的影响下,表面点和中心点的应力值在浇筑早期都有较大程度的减小,说明混凝土的徐变特性对早期混凝土的拉、压应力增长都有一定的削弱作用;因早期混凝土抗拉强度较低,在承台表面易产生大致垂直于边缘的温度裂缝,在实际工程中应予以关注。     

近海复杂环境因素对闸墩混凝土裂缝的影响

近海大体积混凝土结构所处的外界环境以及地质条件比较复杂,对于带裂缝水闸结构来说,因所处的地理位置、气候变化以及潮汐升降水位等因素的缘故,水闸闸墩裂缝处于张合状态,这降低了水闸结构的稳定性,甚至会影响水闸结构的寿命。沿海环境温度变化对混凝土裂缝宽度变化的实际监测分析,对于混凝土结构安全耐久性评价具有一定价值,依托典型软土地基永定新河防潮闸工程,利用测缝计对闸墩裂缝宽度变化进行健康监测。主要研究运行期环境因素(以空气温度、水温以及潮汐水位为主)对闸墩裂缝的影响,采用健康安全监测软件,通过对数据的挖掘处理,得出环境温度和水位是影响闸墩水下裂缝宽度变化的敏感性因素的结论,为以后水闸闸墩裂缝的安全维护和裂缝的预防提供思路。     

大型地下洞室群施工期结构安全与进度耦合实时仿真

大型地下洞室群施工安全与进度受突发不良地质状况影响较大,实时确定不良地质对施工结构安全与进度的综合影响具有重要工程意义.通过建立实际施工状态“集合”与3维全尺度数值模型模拟状态“集合”之间的实时动态映射关系,以数值模拟技术为主要手段,结合并行计算方法,实现对地下洞室群施工过程的结构安全与进度耦合实时仿真.将突发不良地质状况映射到数值模型上,根据实时仿真结果对不良地质段施工的结构安全性进行预测评估,对不满足安全要求的施工状态提出相应的处理措施,并对处理效果进行实时仿真预测,将确定的处理措施以施工参数的形式反馈给施工进度控制系统,实时评价处理措施对总体施工进度的影响.最后基于Python+VB.net混合编程技术开发了大型地下洞室群施工期结构安全与进度耦合实时仿真系统,该系统实现了地下工程安全施工与进度控制的现场办公一体化,为地下工程现场施工的安全与进度控制提供了技术支持.     

强震作用下大型排架式U型渡槽的损伤破坏分析

强震作用下排架式渡槽结构易发生损伤开裂破坏,使结构整体抗震性能发生改变.基于混凝土塑性损伤本构模型,采用等效弹簧模拟桩-土之间的动力相互作用及温降法模拟槽身三向预应力钢筋作用,应用时域分析法对某大型排架式U型渡槽在强震作用下的动力响应规律及损伤破坏发展过程进行分析,得到强震作用下排架式渡槽的破坏模式及抗震薄弱部位,研究排架式渡槽结构的整体抗震特性.研究表明,在强震作用下结构损伤破坏较大区域主要集中于下部排架盖梁、连系梁与排架柱交接的部位,可能出现混凝土开裂现象,是该排架式渡槽结构的抗震薄弱环节,而槽身整体破坏性较小.对于地震烈度较高地区的排架式渡槽结构,应重点关注下部支撑结构的抗震安全性.     

基于Morlet小波变换和改进遗传算法的动态识别

如何合理地识别大型复杂结构的动力参数一直是工程领域关心的问题.为此,以Morlet小波变换和采用单亲遗传算子的改进遗传算法为基础,构造一结构动态参数识别模型.并且以C++为平台,通过计算机内部命令调用ANSYS等软件,实现识别模型的程序化.通过模拟算例计算,计算结果与理论值一致.同时,结合一水电站厂房现场振动试验,对该大型结构进行动态参数识别,识别结果与工程经验值基本吻合.     

考虑地震行波效应的大型水电站高耸进水塔群响应分析及碰撞研究

摘要：大型水电站进水塔塔群横向跨度大，地震空间效应会对塔群产生影响，工程界十分关注，真实模拟塔群结构对地震行波效应的响应也是计算分析的一个难点。本文采用直接加速度多点输入模拟大跨度结构在地震空间变化时的结构振动形态，用动接触方法模拟相邻塔段之间相互作用。计算表明对于大跨度高耸结构，地震行波效应对塔体动力反应有存在一定的影响，设计中需给予考虑；考虑行波效应时塔段之间分缝张开、而且有塔段碰撞现象；考虑地震行波效应与否对塔体顺水流向位移影响不大，对应力分布及最大值影响不明显。     

基于BIM的长距离引调水工程三维参数化智能设计研究及应用

为了摆脱以往三维设计中效率低下的重复性工作,提高长距离引调水工程三维设计的水平和效率,从建筑物建模之初就融入参数化设计理念。首先建立引调水工程典型建筑物BIM模型,再基于组件对象技术(COM)与Inventor API(应用程序接口)技术,采用C#编程语言开发出一套基于C/S框架的三维参数化智能设计平台。通过研究引调水工程的BIM标准化关键技术,建立存储各类模型及其信息的数据库,并对Navisworks可视化仿真软件进行二次开发,融合基于云平台的协同设计技术,实现工程图纸的高效快速生成、施工进度仿真以及协同办公等功能。该系统已经应用于某长距离引调水工程中且效果显著,应用前景广泛。