考虑施工过程影响的PCCP地震响应分析

为了研究地震作用下施工过程对预应力钢筒混凝土管(PCCP)的影响,建立考虑PCCP施工过程影响的非线性有限元模型,利用生死单元技术实现PCCP从地应力平衡到施加预应力钢丝预应力、铺设管道,再到回填回填土过程的有限元分析,以压实度作为衡量回填土施工质量的指标,基于黏弹性人工边界理论、等效节点力地震动输入法以及静-动力边界...     

基于改进M5′-主成分模型树的高心墙堆石坝沉降变形预测

针对高心墙堆石坝沉降变形过程动态非线性特点,建立基于改进M5'-主成分模型树的高心墙堆石坝沉降变形分析模型,在采用相关性分析甄选沉降变形影响因素和采用主成分分析将高维影响因素空间进行降维的基础上,利用该全局分段非线性模型对高心墙堆石坝沉降过程进行分析。通过与沉降量实测值对比,验证了改进M5'-主成分模型树的有效性。通过绝对差值和均方根误差2个指标对比分析改进M5'-主成分模型树与M5'模型树、多元线性回归模型、主成分回归分析模型的预测结果,表明改进M5'-主成分模型树预测沉降量具有更高的精度。     

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。     

基于代理模型的碾压混凝土坝坝体渗控结构多目标优化

针对现有碾压混凝土坝坝体渗控结构优化研究中常用的单目标、单参数的优化方法难以获得同时满足多个目标要求的渗控结构设计方案,无法充分考虑不同设计参数之间的关联性以及计算效率低的不足,提出了基于代理模型的碾压混凝土坝坝体渗控结构多目标优化方法.其主要包括:①建立以渗控结构设计参数为设计变量,以防渗层最大水力梯度、溢出点高程以及渗控结构造价为优化目标的碾压混凝土坝坝体渗控结构多目标优化数学模型;②提出基于多目标粒子群算法与代理模型的模型求解方法,其中多目标粒子群算法应用于快速求解Pareto解集,而代理模型应用于建立设计参数与优化目标之间的近似关系式,用以替代优化过程中求解耗时的渗流数值模型,从而提高求解效率,同时考虑不同设计参数之间的关联性.利用本文方法对某碾压混凝土坝坝体渗控结构进行多目标优化,并通过与传统方法进行对比验证了该方法的有效性与优越性.     

基于改进IDA的混凝土坝地震易损性研究

针对目前混凝土坝易损性分析研究中震害等级划分多采用单一指标以及增量动力分析法(IDA)中选取步长增量时未考虑结构响应等问题,本文提出基于改进IDA的混凝土坝易损性分析方法:首先采用功效系数法以位移、应力、损伤区域为指标对坝体结构破坏进行综合评价,并应用变权模型考虑指标数值对指标权重的影响;然后通过计算得到的坝体综合破坏指数,根据坝体震害等级划分采用变增量步长法改进IDA法,从而可以更加全面地计算分析坝体在不同强度地震作用下从弹性状态到完全破坏的结构响应过程;最后,以某混凝土坝挡水坝段为例,建立有限元模型计算结构地震响应,应用改进IDA法绘制其地震易损性曲线.结果表明,该方法可以分析坝体结构在不同地震强度作用下产生各个等级破坏的概率,进而为混凝土坝结构抗震安全设计等提供理论依据.     

基于边缘优先和空间冲突的拱坝浇筑仿真研究

近年来,随着混凝土拱坝工程规模的不断扩大,其对工程施工进度的精细化、科学化控制提出了更高要求.浇筑机械的选择是大坝浇筑仿真的核心部分,针对混凝土拱坝施工过程中缆机选择的随机性和不确定性,提出了基于边缘优先准则和空间冲突模型的缆机选择机制,详细介绍了边缘优先准则的基本概念和工作机制,同时将浇筑机械作为一个整体空间模型进行分析,寻找缆机生产率与空间冲突模型的内在联系,建立了两者间的数学关系,最后基于该缆机选择机制研制开发了拱坝浇筑仿真系统.工程应用实例表明,所提出的理论方法和研制开发的拱坝仿真系统可对大坝施工进度进行实时、有效地管理,为拱坝建设过程的进度控制提供了新的理论方法和技术手段.     

虚拟场景下高拱坝施工仿真建模理论与应用

针对高拱坝施工过程的复杂性,提出把虚拟现实技术应用到施工仿真建模中,开发了虚拟场景下的高拱坝施工仿真系统.对系统进行了详细介绍,主要包括:系统实现功能以及开发流程,虚拟场景建模方法和系统实现所采用的一些关键技术如纹理映射技术、碰撞检测技术、场景漫游技术、三维模型拾取与反馈技术等.开发出的系统结合工程实例进行了应用,为此工程的施工组织设计和辅助决策提供了科学有效的手段.     

考虑风险因素影响的引水隧洞施工方案优选

为了综合考虑活动时间随机变化、施工机械故障以及塌方、涌水等风险对引水隧洞施工方案优选的影响,实现施工方案的合理选择,提出考虑风险因素影响的引水隧洞施工方案优选方法。该方法建立考虑风险因素影响的隧洞施工方案优化模型;采用Levy飞行自适应混沌粒子群(LFACPSO)优化算法来求解优化模型以获得Pareto方案集,该算法引入Levy飞行来提高粒子跳出局部最优的能力,同时采用混沌算法来初始化粒子,并自适应地调整粒子惯性权重系数;采用直觉模糊熵权幂平均(IFEWPA)方法,在考虑专家评价犹豫度的条件下从待选方案集中优选出最终方案。工程实例应用表明,相比不考虑风险影响的施工方案仿真进度和计划进度,综合考虑风险因素影响的仿真进度更贴近工程实际,证明了考虑风险因素影响的引水隧洞施工方案优选方法的有效性;与自适应混沌粒子群(ACPSO)算法、粒子群优化(PSO)算法和带精英策略的非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法相比,LFACPSO算法所得的Pareto优化方案数量平均值最大,标准差最小,表明了LFACPSO算法的优越性与鲁棒性。     

复杂渠道工程三维渗流应力耦合分析与研究

渗流是导致渠道下沉、倾斜、断裂等诸多不良后果的重要因素，对渠道安全稳定运行危害较大．基于NURBS．TIN．BRep混合数据结构，构建南水北调中线工程某渠段的工程地质信息三维可视化模型，运用耦合VOF（volumeoffluid，流体体积函数）法的N—S（Navier．Stokes）方程，对研究区域进行渗流模拟，并采用流固耦合进行渠道稳定性计算，全面分析渠道在渗漏、下伏采空区等多种因素影响下的应力及位移状态．结果表明：渠道渗流对其稳定性影响较大，特别是对位移场的影响较为明显，渠道渗流将导致其自身产生相对较大的沉降，因此建议在实际施工过程中进行渠道的局部加固，并采取有效地渗流控制措施．     

高拱坝施工质量与进度实时控制理论及应用

针对高拱坝建设能否实现高标准、高强度连续施工的关键科学技术问题,通过对高拱坝施工系统进行分解-协调耦联分析,综合考虑各种复杂的施工约束条件,建立了高拱坝施工质量与进度实时控制数学模型,提出了基于动态仿真的高拱坝施工进度实时控制方法,建立了基于PDA信息采集与分析的高拱坝施工质量动态控制机制,并研制开发了网络环境下集信息采集、进度仿真与质量控制分析于一体的高拱坝混凝土施工质量与进度实时控制系统.工程应用实例表明,所提出的理论方法和研制开发的系统能对高拱坝施工过程的各个环节进行有效地管理,可以实现施工在线实时监测和反馈控制,为高拱坝建设过程的质量与进度控制提供了新的理论方法和技术手段.