大壩工程
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
大壩工程的實例教程
2023年4月27日-28日，遠算參加了由中國大壩工程學會主辦的2023學術(shù)年會，中國科學院陳祖煜院士、中國工程院王超院士、鈕新強院士等知名學者出席了本次會議，遠算CAE專家兼高級副總裁閔皆昇閔博士受邀作《基于結(jié)構(gòu)有限元仿真的數(shù)字孿生技術(shù)助力大壩安全智能運維》的主題報告。
閔博士在會議上先介紹了遠算大壩健康管理數(shù)字孿生平臺。該平臺通過融合國產(chǎn)可控結(jié)構(gòu)有限元仿真模型，數(shù)據(jù)分析模型和監(jiān)測感知網(wǎng)，搭建大壩狀態(tài)在線監(jiān)控和安全評估系統(tǒng)，借助高性能并行計算技術(shù)快速獲取大壩安全關(guān)鍵參數(shù)，并依據(jù)行業(yè)標準規(guī)范，全維度評估大壩健康狀態(tài)，利用三維可視化渲染技術(shù)，形成時間上由過去到未來、空間上由點及面的風險全要素信息一張圖，實現(xiàn)工程安全智能化運維。
閔博士也介紹了遠算大壩結(jié)構(gòu)有限元仿真組件的整體功能架構(gòu)和分析流程，即通過精確幾何網(wǎng)格建模和材料模型參數(shù)數(shù)據(jù)同化建立大壩孿生體，對混凝土拱壩、重力壩的位移、揚壓力、應(yīng)力和地震響應(yīng)，以及土石壩和堆石壩的邊坡穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定和抗震穩(wěn)定等重要安全評估指標實現(xiàn)仿真預測預演。
閔博士對仿真組件中數(shù)據(jù)同化模型、非飽和-非穩(wěn)定滲流仿真模型、有限元強度折減法邊坡穩(wěn)定分析模型、基于網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)的剛體極限平衡法邊坡穩(wěn)定分析模型和大壩抗震動力學分析模型也進行了詳細闡述。
參會嘉賓對閔博士的報告內(nèi)容表現(xiàn)出強烈興趣，并在會后與遠算進行了深入探討。
一直以來，遠算始終堅持深耕行業(yè)，充分發(fā)揮自身數(shù)值仿真技術(shù)優(yōu)勢，積極推動雙碳目標下水庫大壩智慧化建設(shè)與高質(zhì)量發(fā)展。
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展開 在水利工程中，河道、渠道、大壩等區(qū)域的測量工作為施工放樣的重要組成部分，是水利工程施工的重要的內(nèi)容。其中，河道、河道施工測量與道路測量基本相同，而大壩施工測量則有重大區(qū)別。因此，本文以保證水利工程施工質(zhì)量為目標，分別分析了以防洪蓄洪為主的土石大壩和以水力發(fā)電為主的混凝土重力壩的施工測量，為其施工提供較為精確的施工放樣。
工程測量作為各種建設(shè)項目的基礎(chǔ)性工作，是工程實施的指路標，更是檢測工程質(zhì)量的重要工具。水利工程與一般工程項目相比，施工放樣的精度要求尤其高，這就需要工程測量具有高度的精確性和可靠性，才能保證工程的施工質(zhì)量。大壩是水利工程的重要組成部分，其施工測量成為水利工程測量的關(guān)鍵。一旦出現(xiàn)超越規(guī)定范圍內(nèi)的誤差，將會產(chǎn)生非常嚴重的后果。因此，研究與分析水利工程中大壩施工中測量具有巨大的價值和意義。
一、土石壩施工測量
土石壩的測量工作具體包括布置平面和高程基本控制網(wǎng)、確定壩軸線和布設(shè)控制壩體細部的定線控制網(wǎng)、清基開挖放樣及壩體細部放樣工作等。具體到土石大壩，施工測量工作主要內(nèi)容包括壩軸線定位、控制線測設(shè)、高程控制網(wǎng)建立、清基放樣、坡腳線放樣、邊坡放樣及坡面修整等七項。
①壩軸線定位
壩軸線即壩頂中心線，一般先由設(shè)計圖紙量得軸線兩端點的坐標值，反算出他們與附近施工控制網(wǎng)中的已知點的方位角，用角度（方向）交會法測設(shè)其地面位置。通常情況下，中小型大壩的壩軸線由工程設(shè)計人員根據(jù)地形和地質(zhì)情況，經(jīng)過多方比較，直接在現(xiàn)場選定軸線兩端點的位置。而大型土壩則需要經(jīng)過嚴格的現(xiàn)場勘測與規(guī)劃、多方比較與研究后才能進行壩軸線定位。
展開 31日，烈日下的白鶴灘水電站大壩纜機手精準將最后一罐大壩混凝土落入16號壩段澆筑倉面，10分鐘后，弧長700多米的拱壩壩頂完美地呈現(xiàn)在眾人面前，白鶴灘水電站工程大壩全線澆筑到頂。
白鶴灘水電站大壩是水電站樞紐工程的核心建筑物，承擔著擋水與泄洪的重要任務(wù)。白鶴灘水電站大壩為300米級特高混凝土雙曲拱壩，最大壩高289米，壩頂弧長709米；壩身布置有6個導流底孔、7個泄洪深孔和6個泄洪表孔，結(jié)構(gòu)復雜。
中國電建華東勘測設(shè)計研究院白鶴灘水電站設(shè)計總工程師徐建榮告訴中國之聲記者，作為世界在建規(guī)模最大、綜合技術(shù)難度最高的巨型水電站，白鶴灘水電站的大壩需要一系列技術(shù)支持才能確保它的安全性。
展開 GeoStudio工程應(yīng)用實例之58 大壩地基快速沉降（中仿視頻操作和中文PPT說明文件）
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GeoStudio工程應(yīng)用實例之76 San Fernando大壩上游壩體地震響應(yīng)分析（中仿視頻操作和中文PPT說明文件）
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美國南加利福尼亞在1971年時遭遇了一場大地震，位于該地區(qū)的San Fernando大壩上游壩體在地震中受到了一定程度的破壞。本例即通過模擬大壩在地震中的動力響應(yīng)來展示QUAKE/W在這方面的應(yīng)用。 模型剖面圖如下所示：
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將BIM 技術(shù)應(yīng)用于大壩工程設(shè)計之中，通過三維建模的方式，統(tǒng)計好工程量并在大量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，利用建模軟件等為大壩工程設(shè)計提供思路，并在此基礎(chǔ)上不斷的優(yōu)化大壩工程的設(shè)計方案。
此次大會以【“雙碳”目標引領(lǐng)水電高質(zhì)量發(fā)展】為主題，邀請了政府主管部門領(lǐng)導、行業(yè)專家，圍繞水電大壩工程智能建造、水電站智能化運維管理、抽水蓄能技術(shù)創(chuàng)新、水風光儲多能互補、流域水電大壩綜合治理等方面的熱點話題，進行了廣泛深入的研討，展示能源領(lǐng)域數(shù)字化智能化創(chuàng)新成果。
2023年4月27日-28日，遠算參加了由中國大壩工程學會主辦的2023學術(shù)年會，中國科學院陳祖煜院士、中國工程院王超院士、鈕新強院士等知名學者出席了本次會議，遠算CAE專家兼高級副總裁閔皆昇閔博士受邀作《基于結(jié)構(gòu)有限元仿真的數(shù)字孿生技術(shù)助力大壩安全智能運維》的主題報告。
閔博士在會議上先介紹了遠算大壩健康管理數(shù)字孿生平臺。
考慮到該區(qū)域的損傷可能會改變閘門的計算結(jié)果，CIH(法國水力大壩工程中心)和圖盧茲材料和建筑耐久性實驗室(LMDC)聯(lián)合開發(fā)了新的損傷模型ENDO_PORO_BETON，以精確描述混凝土的非線性彈性-塑性損傷行為。該模型實現(xiàn)了各向異性拉伸損傷(Rankine準則)的評估，并考慮了多軸約束的壓縮剪切損傷(Drucker-Prager準則)。
繪制完成幾何形狀后，對模型進行分組并劃分網(wǎng)格，考慮到工程中大壩常采用非均質(zhì)材料組成，上下兩層的粘聚力不同，因此將二者比值設(shè)為 。為提高模型計算精度，將上下兩層結(jié)構(gòu)的交界處網(wǎng)格加密。
可靠、高效的混凝土斷裂模型在橋梁、隧道、大壩等土木工程結(jié)構(gòu)的安全評估中發(fā)揮著重要作用。對混凝土斷裂的研究,尤其對其裂紋萌生和擴展的研究,引起了國內(nèi)外學者越來越多的關(guān)注?；炷翑嗔训臄?shù)值模擬與斷裂理論、物理試驗相互印證與補充,并隨著科技發(fā)展不斷地提高著混凝土斷裂問題模擬的準確性。近年發(fā)展起來的斷裂相場法,通過場變量的自動演化獲取裂紋路徑,可方便地模擬出裂紋的動態(tài)擴展過程。
大壩是水利工程的重要組成部分，其施工測量成為水利工程測量的關(guān)鍵。一旦出現(xiàn)超越規(guī)定范圍內(nèi)的誤差，將會產(chǎn)生非常嚴重的后果。因此，研究與分析水利工程中大壩施工中測量具有巨大的價值和意義。
在實際工程中，大體積混凝土廣泛應(yīng)用于船塢、船閘、橋墩、閘底板、大壩等工程。如下述圖片所示
大型水利樞紐--圖片源于網(wǎng)絡(luò)。
橋墩--圖片源于網(wǎng)絡(luò)。
船閘模型示例--圖片源于網(wǎng)絡(luò)。
澆筑中的基礎(chǔ)--圖片源于網(wǎng)絡(luò)。
大體積混凝土由于體積厚大，導熱系數(shù)較低，容易生產(chǎn)溫度裂縫。但由于水泥水化過程中，系統(tǒng)的溫度、生熱率、熱流率、熱邊界條件等參數(shù)隨時間都有明顯變化。
31日，烈日下的白鶴灘水電站大壩纜機手精準將最后一罐大壩混凝土落入16號壩段澆筑倉面，10分鐘后，弧長700多米的拱壩壩頂完美地呈現(xiàn)在眾人面前，白鶴灘水電站工程大壩全線澆筑到頂。
白鶴灘水電站大壩是水電站樞紐工程的核心建筑物，承擔著擋水與泄洪的重要任務(wù)。
1 國際大壩委員會（International Commission On Large Dams, ICOLD）數(shù)值模擬專委會(Computational Aspects of Analysis and Design of Dams) &中國大壩工程學會——大壩數(shù)值模擬專業(yè)委員會
中國大壩工程學會與國際大壩委員會聯(lián)系緊密。
