基于BIM+GIS的碾压混凝土坝浇筑进度监控平台开发

为精确获取碾压混凝土坝实际进度的浇筑信息、快速获取与仓面浇筑信息匹配的几何数据,实现进度实时监控,通过Web Socket技术与移动互联技术实现浇筑信息采集、传输与分析,使用MAXScript工具对大坝三维模型进行剖切,获得大坝分仓几何数据;采用Python脚本实现仓面信息、分仓几何数据的存储、查询与格式转换,通过Cesium平台实现大场景下大坝计划与实际浇筑进度动态模拟,进而提出了基于BIM+GIS的施工进度实时监控平台,实现了碾压混凝土坝在GIS场景下的浇筑进度动态模拟、浇筑进度实时监控,提高了进度管理水平。     

基于施工过程仿真的碾压混凝土坝温度场控制分析

为了在施工过程中对碾压混凝土坝的内部温度实时动态监控并制定相应的温度控制措施,从而减少由温度应力引起的裂缝。在进行施工过程仿真分析的基础上,建立有限元模型,再根据混凝土温升随浇筑时间的变化并结合实际情况,实时动态施加坝基初始温度、坝体浇筑温度及随时间改变的气温、水温等荷载条件和边界条件等,基于施工过程的荷载步长,利用ANSYS二次开发功能实现温度场仿真计算,建立了从大坝施工开始经混凝土冷却直至准稳定温度场状态的全过程仿真分析系统。实例应用结果表明,该系统提供了一个基于施工过程的碾压混凝土温度场仿真计算分析工具,具有灵活性和实用性。     

土石坝填筑碾压机械激振性态实时监控系统

针对土石坝填筑中对碾压机械输出激振性态(包括激振频率和激振力)的控制要求,研制开发了土石坝填筑碾压机械激振性态实时监控系统。通过在碾压机上安装高精度GPS定位模块、激振频率测定模块和单片机集成处理模块,在填筑碾压过程中自动采集碾压机的位置坐标、激振频率,实时计算碾压机输出的实际激振力大小,当激振频率和激振力不达标时及时报警。该系统避免了人为误操作及机械老化等原因造成的碾压机械激振性能异常的现象,实现了对碾压机激振频率和激振力的精准控制,以及碾压机操作手-施工管理人员-监理-业主一体化的远程管理,为实时指导现场施工提供了技术支撑,保证了坝料压实效果。     

基于区间数理论的碾压混凝土坝层面性态综合评价

碾压混凝土坝施工层面通常为碾压混凝土坝结构和渗流的薄弱面,综合评价层面工作性态对全面监控碾压混凝土坝健康状况具有重要意义。碾压混凝土坝层面性态综合评价涉及影响因素众多,且在综合评价过程中存在诸多不确定性,对此,引入区间数理论,研究了区间数指标及区间数权重的确定方法,探讨并建立了碾压混凝土坝层面性态区间分析模型,有效化解了多效应量之间不可公度性的问题。工程实例表明,采用区间形式的数据表示评价指标和指标权重更符合工作状态变化分析的实际情况,提出的多指标多层次碾压混凝土坝层面性态区间分析模型具有较强的适用性,可为碾压混凝土坝层面性态综合评价提供依据。     

浇筑层厚对碾压混凝土坝温度场和应力场的影响

高混凝土坝浇筑时材料用量大、施工条件复杂、建设周期长,同时又需考虑温度控制、结构应力、施工环境等因素对坝体安全的影响。为此,以某工程碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法,研究了不同的混凝土浇筑层厚度对大坝温度场与应力场的影响。结果表明,早期坝体内部的最高温度随浇筑层厚的增加而增大,坝体不同区域最高温度不仅受浇筑厚度的影响,同时也与大坝浇筑的时间相关;基础垫层混凝土、三级配碾压混凝土和二级配常态混凝土区域最大拉应力随浇筑厚度的增大而增大。     

两种颇有发展前途的坝型——混凝土面板堆石坝和碾压混凝土坝

近年来国内外都在探讨如何加快水利水电建设的施工速度问题,如混凝土坝研究采用碾压混凝土筑坝法,堆石坝的填筑采用薄层碾压代替原来的高层抛填,地下工程施工采用新奥法等.为了配合新施工法也研制有关配套设备,如碾压混凝土用的振动碾,切缝机,护坡浇筑机,土石坝用的液压挖掘机,自行式振动碾以及地下工程用的液压多臂钻车,锚杆钻孔安装机和全断面岩石掘进     

对水工碾压混凝土施工规范(2009版)修编的几点建议

《水工碾压混凝土施工规范》(DL/T 5112-2009)已发布10年,指导大量水电水利工程水工建筑物的碾压混凝土施工建设。近年来碾压混凝土坝筑坝技术研究应用了许多新技术、新材料、新工艺和新设备,实现突破性发展。《水工碾压混凝土施工规范》编写修订工作已启动,对《水工碾压混凝土施工规范》(DL/T5112-2009)提出一些修编建议。     

某拱坝基础垫层温度应力场仿真分析

针对碾压混凝土拱坝基础垫层易存在温度裂缝的问题,以某碾压混凝土拱坝基础垫层为例,采用三维有限元浮动网格法,模拟基础垫层跳仓浇筑过程,并进行温度应力场仿真分析。结果表明,控制混凝土浇筑温度14℃,采取通水温度20℃、通水时长15d等温控措施,可使最大温度应力满足应力控制标准;上部碾压混凝土浇筑时间应早于2016年10月15日。研究结果为碾压混凝土拱坝基础垫层混凝土施工及确定上部碾压混凝土开浇时间提供了依据。     

基于BIM的混凝土坝浇筑仿真智能建模方法研究

针对混凝土坝浇筑过程受自然环境、坝体结构、混凝土供应、坝体浇筑入仓手段等众多因素的影响,且各因素之间存在复杂的空间和时间的制约关系,使得目前混凝土坝浇筑仿真建模效率不高的问题,提出基于建筑信息模型(BIM)的混凝土坝浇筑仿真智能建模方法,以直接提取或间接转换的方式将BIM信息和混凝土坝浇筑仿真模型信息联系起来,实现一定程度上的智能建模。实例应用结果表明,该方法缩短了混凝土仿真模型构建时间,提高了模型构建效率和自动化程度,同时也使得建立的模型便于工程设计人员理解。     

大坝施工信息PDA实时采集系统在长河坝施工中的应用

大坝施工过程中的施工信息对控制大坝施工质量具有十分重要的意义。长河坝为最大坝高240m的心墙堆石坝,施工规模大,工序复杂,为便于施工管理人员能够实时地获取施工过程所产生的大量数据,结合长河坝水电工程施工特点,基于GPS、GPRS等技术研究并开发了长河坝大坝施工信息PDA采集系统。应用效果表明,该系统实现了对大坝施工现场信息及上坝运输车辆信息的现场数据的实时采集,克服了传统的现场采集数据方法工作量大的缺点,且极大地提高了施工质量控制的实时性与有效性。     

基于WebGIS的土石坝碾压监控可视化平台开发

针对传统的土石坝碾压监控平台采用C/S架构无法实现全网络端碾压状态的快速查看与共享的问题,提出采用B/S架构搭建碾压监控平台。系统采用ThinkPHP开源框架实现碾压过程管理平台开发。通过搭建Node.js服务器,结合Socket.io即时通信技术,将WebSocket协议运用到客户端/服务器异步通信中,实现碾压数据的实时传输与图形化转换,解决了数据传输过程中资源消耗大的问题。集成Cesium开源框架,实现WebGIS下的碾压过程可视化展示与历史回放,为土石坝碾压过程管理提供直观的数据展示。某土石坝实例应用验证了该系统的实用性,具有较大的工程应用与推广价值。     

基于Visual Studio平台的大坝安全监测系统构建与实现方法

针对大坝监测中监测项目多、监测仪器空间分布广及需要对海量监测数据作出实时处理与分析等问题,基于Visual Studio平台环境,开发了具有三维地理信息和监测点监测信息的大坝安全监测系统,应用ArcGIS技术和C#语言实现大坝相关地理信息和监测信息的可视化管理,并与监测数据建立有机联系,开发嵌入监测数据分析建模功能。案例证明,所建大坝安全监测系统具有良好的数据管理、监测数据分析和可视化显示等功能,内含的灰色建模功能便捷有效地实现了监测数据的分析预测。     

碾压混凝土压实机理及VC值对其压实质量的影响

为分析碾压混凝土（RCC）的压实机理及VC值（vibrating-compacted value）对压实质量的影响,利用小型振动碾压机开展碾压试验,分析了碾压混凝土内部颗粒加速度及表面沉降的变化规律,并从颗粒加速度及表面沉降变化的角度解释了碾压混凝土的振动压实机理。借助振动压实成型机模拟实际施工中的“上压上振”的压实方式制备试样,分析了VC值对RCC压实质量和力学性态的影响。研究结果对于合理确定碾压混凝土坝现场施工参数,进而确保大坝压实质量,具有一定指导意义。     

碾压混凝土坝温度场及温度应力仿真分析

碾压混凝土坝在施工过程中容易产生温度裂缝,降低了碾压混凝土的完整性,影响大坝安全,因此温度场、温度控制的研究具有重要意义。应用有限元分析软件的温度场仿真功能,采用三维有限元程序对温度场和温度应力进行仿真计算,并对其结果进行分析。     

基于BIM的大坝安全监测信息管理系统开发研究

针对现阶段大坝安全监测信息管理系统可视化程度低、信息管理繁琐等问题,引入可视化程度高、集成信息强的建筑信息模型(BIM)技术,并以Revit作为开发平台,以SQL Server作为后台数据库管理系统,将BIM模型与监测数据相关联,开发了大坝安全监测信息管理系统。该系统具有载入仪器族、插入测点、查询测点信息、查询数据等功能,实现了BIM模型与监测数据的交互,对其他BIM信息管理系统的开发具有借鉴意义。     

碾压混凝土坝变形监测熵权模糊物元模型研究

基于碾压混凝土坝变形监测的模糊性和单项指标评价结果的不确定性,在运用模糊物元的基础上结合欧氏贴近度概念建立了碾压混凝土坝变形监测的模糊物元模型,并应用信息熵反映数据本身的效用值计算指标的权重系数,避免了权重分配困难和主观判断碾压混凝土坝变形监测的不确定性.实例表明,运用熵权模糊物元模型分析碾压混凝土坝变形状况所得结果与实际情况相符,验证了该方法的有效性.     

碾压混凝土拱坝诱导缝设置研究

鉴于制定合理的诱导缝分缝方案是改善碾压混凝土拱坝坝体应力、防止大坝开裂的重要措施,采用三维有限元技术,考虑施工期瞬态温度荷载作用,比较分析了桑郎碾压混凝土拱坝在不同分缝方案下的诱导缝开裂情况和坝体应力。结果表明,在靠近拱坝高拉应力区设置的诱导缝更易开裂,有效地起到释放坝体应力的作用;诱导缝的开裂对坝体不同部位的应力改善效果不同,诱导缝开裂后拱坝上下游表面高拉应力值降低明显,但远离诱导缝的坝内应力值降低较小,对碾压混凝土拱坝的诱导缝设置具有一定的参考作用。     

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。     

碾压混凝土薄弱区域压实质量精细评价方法

现行碾压混凝土坝压实质量评价体系中仅以统计意义下检测点质量合格率为评估标准,未针对薄弱区域影响因素进行具体分析,导致达标施工仓面仍可能存在危害坝体运行安全的质量缺陷风险.对此,提出一种薄弱区域压实质量精细评价方法,首先基于加权平均思想,同时考虑薄弱区域压实度差异和面积形态特性,建立薄弱区域欠压综合评价指标M;然后引入V...