心墙堆石坝仓面施工进度动态控制

联合仓面施工进度仿真模型和仓面施工质量实时监控模型,综合考虑施工现场各项影响因素,提出了心墙堆石坝仓面施工进度动态控制模型,通过对仓面施工方案的优化以及对施工过程的施工进度偏差实时分析和反馈,从而实现仓面施工进度的事前、事中控制。将该施工进度动态控制模型应用到某心墙堆石坝,通过对心墙区某仓面进行多方案优化仿真分析,给出仓面施工事前控制推荐优化方案;当实际施工进度滞后时,仓面施工仿真模型根据当前仓面施工面貌进行动态更新并仿真,给出仓面施工事中控制推荐优化方案,从而保障仓面施工进度。应用结果表明,实际施工方案与仿真推荐方案一致,且二者仅相差23 min,实现了仓面施工进度的有效控制。该反馈模型能够及时给出合理的优化施工方案,从而实现对现场施工进度偏差的有效控制,为心墙堆石坝填筑进度提供保障。     

基于实时监控的碾压混凝土坝仓面施工仿真可视化分析

结合系统仿真技术、实时监控技术、数据库技术和可视化技术,开展碾压混凝土坝仓面施工仿真可视化分析研究,构建仓面施工精细仿真模型。该模型不仅可以通过仿真计算获得详细的仓面施工进度信息,而且实现了可交互的仓面施工三维动态可视化分析。研究成果已应用于西南某碾压混凝土坝工程。     

堆石料压实质量实时监测指标与碾压参数的相关性分析

为给高堆石坝施工质量的连续控制提供有效指标,提出了以实时监测的压实监测值(CV)作为堆石料压实状态的表征指标.在分析CV与碾压参数(行车速度、碾压遍数、压实厚度、激振力状态)之间相关性的基础上,建立了CV与上述碾压参数的多元回归模型.实例研究表明:CV与碾压参数的相关性显著,且其可由碾压参数精确表征;由于碾压参数对于堆石料压实质量有着显著影响,故间接验证了CV可作为堆石料压实状态的实时表征指标的可能性,为进一步研究CV表征堆石料压实质量指标(如干密度、孔隙率等)提供基础.     

填筑形象对土石坝结构性态影响的精细有限元分析

利用数字大坝施工技术,考虑实际施工质量的空间差异性带来的坝料模型参数在空间上的差异性,通过土石坝模型参数空间估计及任意单元赋值,构建精细三维有限元模型;进而以某心墙堆石坝为例,分析在实际施工进度滞后情况下,为了在汛前填筑到度汛高程,采用不同填筑进度方案对心墙堆石坝施工期应力变形的影响。结果表明,不同施工进度形象面貌对坝体水平位移影响较大,而对竖向位移和应力影响较小。     

耦合动态合仓的碾压混凝土坝施工进度全过程仿真

为了提高碾压混凝土坝施工仿真模型的可信度,以适应其大面积、多坝段合仓浇筑的特点,运用三维实体建模技术、数据库技术等,在碾压混凝土坝施工进度全过程仿真中耦合了动态合仓的模拟方法,即：在仿真过程中综合考虑了各项约束条件,实现可浇筑坝块的动态选择与施工仓面的动态划分.同时,以VC＋＋为开发平台,引入面向对象的仿真建模思想和方法,结合循环网络模拟技术以及排队服务系统建模技术,实现了面向对象的施工动态仿真和施工过程的一体化仿真,使仿真结果更贴近实际施工.研究成果应用于云南某水电站工程中,为该工程的设计与施工提供了决策依据.     

基于t分布烟花算法的土石坝碾压参数多目标优化

通过碾压正交试验,在定量分析碾压参数对土石坝料压实质量影响的基础上,建立综合考虑土石坝施工效率、压实密度和质量保证的碾压参数多目标优化模型,提出用于求解该优化模型的t分布变异烟花算法,以确定经济合理的碾压参数。该算法可以减小开展碾压试验的工作量,有助于寻得合理的碾压参数组合方案。工程实例分析表明,改进烟花算法相较传统优化算法收敛速度更快,寻优效率和稳定性更好;采用改进烟花算法优化的碾压参数,堆石坝料的压实密度和孔隙率均满足设计要求。     

基于正交实验的高填方分层碾压设计分析

以甘肃陇南成州机场的高填方分层碾压设计为例,采用正交试验分析,优选分层碾压的参数组合并对方案设计进行研究.将压实度和含水率作为控制指标,将松铺厚度、碾压次数和振动振幅作为影响因素,进行3因素3水平正交试验.通过对试验结果的极差和方差分析,找出最优影响因素的组合,以此确定实际施工中的分层碾压设计方案.结果表明,在方案设计及施工质量控制时,主要应控制好碾压次数和振动振幅,松铺厚度的影响并不十分显著.经验证正交试验所确定的方案是可靠的.     

基于CATIA的心墙堆石坝施工动态仿真

目前堆石坝施工动态仿真研究多是基于施工仿真结果构建三维可视化系统,然而系统中三维模型不易被修改,且提供的施工信息量有限,针对此问题,本文提出了以CATIA为基础的堆石坝施工动态仿真构架.首先,采用参数化技术建立堆石坝三维模型,实现了三维模型的快速修改更新;同时,利用CATIA的二次开发功能建立了具有扩展属性的堆石坝三维模型,这不仅提供了施工场景,还提供了大坝的形体参数、道路节点信息等施工信息;最后,以实际工程为例,结合离散事件仿真方法,建立了基于CATIA的心墙堆石坝施工仿真模型及系统平台,实现了堆石坝施工过程的三维动态表达及4D模型的远程交互,可为堆石坝施工管理提供重要理论与技术支持.     

沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真建模与可视化分析

沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真通过计算机模拟来研究和分析坝体的复杂施工过程,为工程设计和施工管理提供了有效的工具.文中对沥青混凝土心墙堆石坝施工系统进行了分解协调,阐述了沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真的基本原理;在综合考虑施工过程中的复杂约束条件下,建立了沥青混凝土心墙堆石坝施工动态仿真的数学逻辑关系模型;基于Unity3D引擎,研发出网络环境下沥青混凝土心墙堆石坝施工过程的三维可视化分析系统.研究成果在某工程实例中进行了具体应用,成果验证了该仿真模型的有效性和技术方法的先进性.     

尼尔基水利枢纽工程心墙坝粘性土料压实参数的确定

介绍了尼尔基水利枢纽工程填筑料的设计填筑标准和现场碾压试验内容,总结并探讨了粘性土料最优含水率、最佳铺料厚度和碾压遍数等施工参数的选择.     

基于增强现实的心墙堆石坝施工进度可视化仿真

目前心墙堆石坝施工过程可视化仿真研究多是基于施工仿真结果构建的纯虚拟三维可视化,其地形模型多根据前期勘测数据建立,其渲染消耗资源多且不易被修改,且与实际施工场景有很大差别.针对此问题,将增强现实技术(AR)引入水利水电工程施工仿真中,提出了基于增强现实的心墙堆石坝施工过程可视化仿真方法,该方法主要解决两个方面的问题:如何利用虚拟相机的三维注册技术解决虚拟场景与真实场景不处于同一空间的问题,以使可视化仿真具有动态时效性;如何通过视频监控获取的三维场景信息与虚拟物体叠加,以解决传统可视化仿真中地形模型占用过多资源的问题,并提高可视化仿真效率.结合西南某大型水利水电工程,利用AR技术对该工程的施工进度仿真进行可视化展示.首先在无需建立地形模型的情况下实现了施工仿真和施工现场的紧密结合;其次,基于web service的数据查询和传输实现仿真成果的交互式动态三维场景查询,同时通过基于硬件的增强现实方法以更少的资源消耗实现了更真实直观的可视化仿真,为水利水电工程施工可视化仿真提供了新思路.     

旁多水利枢纽工程大坝砂砾石坝壳料现场碾压工艺性试验分析

旁多水利枢纽工程大坝为碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝,通过砂砾石坝壳料现场碾压工艺性试验,确定现场施工参数和施工方法,采用现场对砂砾石料松铺80cm厚,用18t振动碾强振20遍时的压实干密度作为最大干密度,进而确定现场砂砾石坝壳料的质量控制指标,为整个大坝填筑碾压施工和质量控制提供依据。     

碾压混凝土坝碾压层厚对层间面特性影响研究

碾压混凝土坝由于施工工艺等原因存在层间面软弱面,而这些软弱面对坝体的应力分布和位移会产生一定的影响.结合乌弄龙碾压混凝土坝,通过有限元软件建立不同碾压层厚(30、50、70cm)大坝模型,研究了碾压层厚度对大坝应力、位移分布的影响.为了更好地对比分析碾压层厚度对层间面特性的影响,对模型施加相同材料参数、边界条件和外界荷载,然后对不同碾压层厚坝体的应力和位移大小分布进行对比分析,进而得出碾压层厚对坝体层间面特性的影响,从而为碾压混凝土坝的设计、施工提供一定的理论依据.     

常张高速公路土石混填路基冲击压实技术研究

针对常张高速公路采用冲击压实技术压实土石混填路基的问题,选取试验段进行了不同虚铺厚度路基的施工工艺及质量控制等试验研究,提出了虚铺厚度、冲压遍数、冲压沉降率(单级沉降量)、填料最大粒径等施工控制参数.其中不同虚铺厚度填料有相应的最佳碾压遍数,并从技术经济的角度提出了最佳的虚铺厚度及其碾压遍数,并建议施工控制以沉降率为主.图3,表4,参9.     

湿陷性黄土高填方地基冲击碾压试验研究

为某湿陷性黄土高填方场地提供施工依据,对虚铺3种厚度的填土进行了冲击碾压试验,寻求合理的虚铺厚度和冲压遍数;并对环刀法、灌砂法和无核密度仪法测定的压实度以及酒精灯燃烧法和无核密度仪测定的含水率进行单因素方差分析,探讨了不同方法对试验结果的影响规律,主要结论包括:冲压前期,虚铺厚度越大沉降越大;冲压后期,较大的虚铺厚度沉降却较小,这与较大的虚铺厚度土层形成硬壳有关。前12遍冲压沉降量较大,该阶段很大程度决定了压实度能否达到设计要求。虚铺80 cm土料冲压28遍,压实度可以达到93,冲压32遍压实度可以达到95以上;而土料虚铺100 cm和120 cm时,即使冲压36遍压实度很难达到95。建议32 k J冲压机虚铺80 cm土料为该工程较优厚度。环刀法和灌砂法测试压实度存在显著性差异,环刀法得到的压实度高于灌砂法;环刀法和无核密度仪法、灌砂法和无核密度仪测定的压实度不存在显著性差异。酒精灯燃烧法与无核密度仪测定的含水率存在显著差异性。试验结果可为湿陷性黄土高填方场地大规模施工提供一定的指导,也可为同类工程建设提供参考。     

考虑压实特性的高心墙堆石坝非线性多孔弹性分析

传统高心墙堆石坝结构与渗流性态研究忽略了坝料物理、力学与渗透等压实特性的空间非均质性,且缺乏考虑渗透系数随外部荷载作用的变化,难以客观真实反映大坝结构与渗流性态．基于Biot固结理论框架,通过坝料改进多输出预测模型获得压实特性空间分布,采用Kozeny-Carman模型考虑渗透系数演化规律,推导考虑坝料压实特性的大坝非线性多孔弹性模型应力场与渗流场控制方程,从而建立耦合压实特性的非线性多孔弹性模型,并进一步基于约束随机场进行大坝结构与渗流性态精细有限元模拟,实现高心墙堆石坝非线性多孔弹性分析．结果表明：相比未考虑压实特性影响、未考虑渗透系数随外部荷载作用变化的模型,该模型对于大坝心墙沉降计算值与监测值之间的R2分别提高0.222和0.288,更利于进行大坝应力安全分析,心墙区渗透系数呈现明显的竖向分布,可以更好地反映大坝实际结构与渗流性态,研究结论可为进一步研究大坝压实质量控制提供理论依据．     

机场水泥混凝土道面加铺层厚度敏感性

为了分析机场水泥混凝土道面加铺层各计算参数的取值对加铺层厚度的影响,采用《军用机场水泥混凝土道面设计规范》(GJB 1278A-2009)的方法对机场水泥混凝土加铺层厚度进行计算分析。研究结果表明:新、旧水泥混凝土道面间的结合系数对加铺层厚度有明显的影响,特别是结合系数从0增大到0.2时,加铺层厚度减少17.98%~47.54%;加铺层厚度随着加铺层道面板尺寸的增大而增大;增加加铺层混凝土强度可以明显减少隔离式双层道面加铺层的厚度,而增加旧道面混凝土强度可以明显减少结合式双层道面加铺层的厚度;在进行机场水泥混凝土道面加铺层设计、施工时,需要综合考虑各结构参数对加铺层厚度的影响。     

高心墙堆石坝施工填筑单元划分优化

针对高心墙堆石坝施工填筑单元能否实现科学合理的划分问题,通过对高心墙堆石坝施工特性进行分析,综合考虑各施工环节之间的逻辑关系和各种复杂施工约束条件的影响,建立了高心墙堆石坝施工填筑单元划分优化数学模型,提出了基于数学解析法和施工仿真技术的两种方法对优化模型进行求解,并结合实际工程开展了实例研究.结果表明,所提出的理论方法能够对高心墙堆石坝施工填筑单元的划分进行有效的分析,实现了单元划分方案的优化,为高心墙堆石坝施工组织设计和工程管理决策提供了新的有效途径.     

碾压混凝土坝施工质量实时动态监控系统

大体积碾压混凝土坝施工质量的控制一直是关键技术问题．为满足大体积碾压混凝土坝碾压填筑施工质量管理的需要,在分析了常规现场检测法的局限性的基础上,借鉴GPS实时监控系统在堆石坝填筑施工质量控制中的成功经验,分析和设计了一套适合大体积碾压混凝土施工质量实时动态高精度监控系统,用来在施工过程中实时监控大体积碾压混凝土坝的施工质量,从而达到全面控制施工质量,进行全过程现场质量监控,满足工程高质量、高强度和快速施工的要求．     

仓面喷雾降温机

我校研制的仓面喷雾降温机是为确保三峡二期工程砼浇筑质量 ,改善高温季节和高温时段砼浇筑仓面环境 ,降低混凝土入仓温度和浇筑温度而研制开发的 ,是三峡工程急需的重要温控设备 随着我国经济的发展 ,基本建设的规模日益扩大 ,大型建设工程不断增多 ,仓面喷雾降温机也是这类工程在高温季节和高温时段降低砼浇筑温度、确保工程质量的重要温控设备 我校开发的喷雾降温机经三峡工程现场测试表明 ,降温效果明显 ,最多处降温达 1 0℃以上 ,最少降温也在 3～ 4℃ ,已完全满足了施工要求 这一设备在国内外均属首创 该设备降温效果明显 ,砼仓面…