胶结砾质土心墙坝应力变形及裂缝扩展研究

心墙拱效应是威胁超高心墙堆石坝安全的一个重要因素．通常采用心墙掺砾来减弱拱效应，但即便是掺砾情况下超高砾质土心墙堆石坝往往仍存在较大的心墙拱效应，且过多掺砾易形成渗流通道，不利于大坝防渗．考虑向砾质土中加入固化剂来制备胶结砾质土心墙料，以提高其变形模量，减弱心墙拱效应．以西南某高堆石坝为例，对不同固化剂掺量下胶结砾质土心墙堆石坝开展应力变形有限元数值模拟，分析胶结砾质土心墙坝的应力、变形等性态；同时，采用扩展有限元法(XFEM)分别对心墙上、中、下3个部位预设的裂缝进行正常蓄水期及水位超坝顶两种工况下的裂缝扩展模拟，以分析固化剂掺量对胶结砾质土心墙裂缝扩展的影响．结果表明：心墙固化剂掺量的增加可有效减弱大坝心墙拱效应，改善心墙抗水力劈裂性能；坝体应力水平及位移变化率均随着固化剂掺量的增加而减小，在一定程度上避免坝体因剪应力过大或变形不协调而发生破坏；心墙上部预设裂缝更易发生扩展，固化剂的掺加可有效抑制心墙裂缝的扩展，避免形成渗流通道．可见，胶结砾质土可为超高堆石坝心墙坝料选择提供一种新的可能．     

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.     

面向结构图的施工导流系统仿真研究

施工导流系统的分析方法,通常是建立导流系统各个环节的水力计算方程,通过求解方程组来分析系统状态。该方法难以直观、形象地展示出建模及计算过程,程序的通用性较差。针对施工导流系统各个环节相互耦联和制约的特点,将面向结构图的仿真原理应用于导流系统研究,以Matlab/Simulink软件作为系统仿真平台,通过系统结构图来拼装系统的仿真模型,实现仿真建模的结构化和可视化,通过仿真实例验证了方法的可行性。     

隧道TBM施工管片衬砌三维计算模型

基于三维非线性界面元和弹塑性理论,建立了隧洞双护盾全面断面掘进机（TBM）施工管片衬砌三维计算模型,这种界面元法能够进行单元交界面的弹塑性分析而无需设置任务形式的夹层单元,同时可以较好地模型TBM施工隧洞管片之间螺栓的连接作用及各种软弱面的不连续变形特征,理论分析和工程算例表明,提出的分析模型仿真性强、计算效率高。     

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.     

疏浚工程土质三维建模与可视化分析系统

为直观准确地理解和分析疏浚工程水下土质空间分布情况,提出疏浚工程土质建模与可视化分析方法。基于数据库技术、土质三维建模技术、模型检测与集成技术,建立疏浚土质集成模型。采用程序开发平台Visual Studio 2005,基于OpenGL和OpenNURBS,研制疏浚工程土质三维建模与可视化分析系统,实现了数字钻孔勘探模拟、三维任意剖切分析、土质信息实时查询、疏浚工程量计算分析以及其他成果输出等功能。实例应用表明,该系统不仅具有界面可视化、操作性强、自动化程度高、运算速度快等特点,而且其疏浚工程量计算方法提高了计算精度,计算时间缩短约50%,大大减少了土质分析工作量,能够更好地满足疏浚工程的实际要求。     

基于RBF神经网络的隧洞围岩变形预测方法

传统回归方法对于围岩变形时程曲线存在反弯点，这种情况的模拟具有难度。提出的基于RBF神经网络的隧道围岩变形预测方法，不仅能很好地描述复杂的围岩变形时程曲线     

水利水电工程三维数字地形建模与分析

以锦屏一级水电工程为例，分别利用Delaunay算法和多细节层次技术实现了坝区地形TIN模型和施工总布置区域巡航所需的多分辨率地形模型。并根据三维地质建模的特殊需要，引入了NURBS技术对TIN地形模型进行了简化，所获得的NURBS地形模型不仅存储量小，精度损失低，而且易于图形操作运算，便于可视化分析，满足多方面的要求。该模型的实现与成功应用，在很大程度上推动了水利水电工程向着数字化、可视化和智能化的方向发展。     

复杂工程系统可视化仿真建模方法与应用

依据Zeigler分层次模块化的思想，提出了面向对象的复杂工程系统可视化仿真建模方法。该方法建立了两层模型，底层CYCLONE模型实现封装，可移植，并对用户隐藏，上层CPM模型直接面向用户，用户可根据熟悉的CPM方法进行仿真建模，这就克服了以往工程系统建模的复杂性与专业性，同时利用功能强大的VC＋＋语言编制了相应的仿真建模软件，其操作简单，功能完善，适于不同层次用户的要求，最后通过某实际工程的成功应用，骊证了该建模方法的可行性和优越性。     

混凝土坝浇筑过程的仿真计算可视化研究

介绍可视化的特点 ,以及其系统分析、建模与实现过程 ,并结合实际案例 ,对混凝土坝浇筑过程的仿真计算可视化予以具体应用 .