大壩的案例
美國胡佛大壩突發(fā)爆炸，黑煙騰空 ，來深入了解胡佛水壩的秘密！
[3]工程客：驚嘆：美國胡佛大壩經80載仍固若金湯 | 趣你的
[4]地圖超清：中美奇跡工程對比！胡佛水壩VS三峽水壩，三峽大壩，胡佛大壩
水庫大壩出現(xiàn)病害怎么整治？
1 水庫大壩的病害成因分析
一般來講，水庫大壩可能會出現(xiàn)的病害成因較多，在實際的加固維修設計中，必須要結合實際情況采用合理方法處理。通常是從水利工程的設計方面、施工方面和工程地質方面進行研究，找出水庫大壩病害原因。當然，無論是哪種原因，都必須要深入現(xiàn)場，實地考察，對水庫周邊的保護措施、植被狀況、大壩外觀、地質條件進行分析，并充分了解大壩近幾年的運行狀況，進行相應的土工試驗。一般病害的成因大致可以分為幾點：壩基或壩肩存在滲漏現(xiàn)象、壩體施工時填筑不合格、大壩防滲體不符合技術要求、壩體中存在較多蟻穴、壩體斷面尺寸較小、坡度較陡等等。當然具體原因要經過勘探和檢測得出，只有找出正確的病害成因，才能選擇最佳的加固處理方案。
2 水庫大壩的壩坡加固設計
壩體加固是水庫大壩常見的一種整治設計方法，這主要是針對壩體整體較為單薄，或者存在較為嚴重滲漏問題時采用。一般壩坡的加固設計方案主要可以分為兩種，具體設計方法如下所示：
2．1上游削坡減載與拋石壓腳相結合，下游培厚加固
設計時，根據(jù)壩坡穩(wěn)定計算結果，選擇適當?shù)膾伿恢茫龃笞杌Γ⑸喜繅纹孪鳛榉€(wěn)定邊坡。選擇合理的拋石位置尤其重要，靠壩軸線不能超過原壩體最危險滑弧最底處所對應的位置，否則會增大滑動力，但也不能過于靠前，錯過滑弧的出露點而起不到抗滑作用。
展開 【精彩回顧】國產可控數(shù)值仿真賦能大壩安全智能運維，遠算參加中國大壩工程學會學術年會
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《基于結構有限元仿真的數(shù)字孿生技術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可控結構有限元仿真模型，數(shù)據(jù)分析模型和監(jiān)測感知網，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快速獲取大壩安全關鍵參數(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，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構有限元仿真組件的整體功能架構和分析流程，即通過精確幾何網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、應力和地震響應，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、基于網格自適應技術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)值仿真技術優(yōu)勢，積極推動雙碳目標下水庫大壩智慧化建設與高質量發(fā)展。
更多資訊可登錄格物CAE官方網站
https://cae.yuansuan.cn/
或關注微信公眾號【遠算云學院】
遠算在bilibili、頭條、知乎、技術鄰定期發(fā)布課程視頻等內容
敬請關注
展開 【深入行業(yè)】遠算科技與國家能源局大壩安全監(jiān)察中心達成戰(zhàn)略合作，共同促進能源水電智能化建設
國家能源局大壩安全監(jiān)察中心 介紹
國家能源局大壩安全監(jiān)察中心（簡稱大壩中心）是國家能源局直屬司局級事業(yè)單位，負責為水電站大壩運行安全提供技術監(jiān)督服務和管理保障，承擔電力行業(yè)水電站大壩安全注冊（備案）、定期檢查、監(jiān)測管理、應急管理、信息化建設、隱患排查治理等工作及相關技術監(jiān)督服務。
大壩中心自成立以來，協(xié)助上級起草大壩安全規(guī)章與規(guī)范性文件，編制技術標準，積極開展各項大壩安全監(jiān)察工作，為電力企業(yè)提供全方面技術服務和指導。
截至2021年底，在國家能源局注冊和備案大壩總數(shù)達638座，約占全國水電總裝機的容量77%，約占全國水庫總庫容的57%。
更多資訊可登錄格物CAE官方網站
https://cae.yuansuan.cn/
或關注公眾號【遠算云學院】
遠算在bilibili、技術鄰、知乎定期發(fā)布課程視頻等內容
期待您的關注
展開 
【CAE案例】Tuilières大壩的振動計算
01 應用背景
Tuilières 大壩位于法國中部的多爾多涅河上，建成于1908年，1947年整體抬升了50cm，共有8個溢流通道，配備8個STONEY H13.5 x L10m閘門和1個用配重系統(tǒng)控制 的H13.5 x L7m閘門。
Tuilières 發(fā)電廠安裝了8臺Kaplan垂直軸水輪機，最大總功率為38MW，年發(fā)電量為148GWh，水輪機最大允許流量為420m3/s。Tuilières 大壩的整體位置和現(xiàn)場照片分別如圖1和圖2所示，其中4號閘門已損壞，需要對大壩啟動特殊評估，包括對穩(wěn)定性的論證，以及考慮細長結構的抗震能力的論證。圖3是大壩4號閘門的壩體樁基結構的設計圖。
圖1 Tuilières 大壩的整體結構圖2 大壩現(xiàn)場照片圖3 大壩的壩體樁基結構設計圖
02 解決方案
采用通用結構仿真軟件建立單個壩體與周邊一定范圍地基的子結構簡化幾何模型，采用實體單元進行網格劃分，如圖4所示。再從左往右按照一個左岸壩體樁基，中間6個壩體樁基，一個特殊壩體樁基（寬4米）及一個右岸壩體樁基的形式進行子結構組裝形成完整的大壩樁基分析模型，如圖5所示。假設磚石的壩體部分的彈性模量為18000MPa，地基部分的彈性模量為15000MPa，磚石壩體的密度為2.2t/m3。
圖4 大壩樁基子結構分析模型圖5 完整大壩樁基分析模型
對大壩進行基于模態(tài)分析的瞬態(tài)動響應計算：首先分析獲取壩體的固有模態(tài)；再進行質量矩陣、剛度矩陣、阻尼矩陣和二次項（合加速度）的映射；然后計算大壩的廣義動響應來獲取壩基結構的物理場信息，包括每一時刻的位移場、速度場和加速度場；最后計算應力結果，疊加由自重、靜水壓、水動力載荷引起的應力。
03 結果展示
首先計算初始結構模型，得到的初始結構的模態(tài)結果如圖6所示。
展開 如何用SOLIDWORKS測出三峽大壩的泄洪量 | 操作視頻
三峽大壩泄洪視頻
聯(lián)系我們
韓國承建大壩突然垮塌，老撾多人失蹤
據(jù)外媒稱，23號晚上，由于多日暴雨，老撾一在建水電站大壩發(fā)生垮塌，事故造成了至少70人死亡，200多人失蹤，更可怕的是，潰壩后，50億立方米洪水在幾小時內下泄，多個村莊被淹，約6600人目前無家可歸。
熱帶雨林的暴雨確實可怕，但本來就用來抵擋洪水的大壩，怎么脆弱到連一場暴雨都抵擋不了？背后的原因，要么是豆腐渣工程，要么是建造商的無能，看了這個大壩的建造商名單，頓時豁然開朗。
該水電站大壩是由電力公司PNPC建造，而PNPC是韓國sk建筑公司、韓國西部電力公司、泰國Ratchaburi發(fā)電控股和老撾國有控股企業(yè)于2012年成立的合資企業(yè)，韓方占一半股份，泰方和老撾各占剩余的一半。
據(jù)CNN報道，這個大壩是韓方建造，sk工業(yè)施工的，但事實上，這個大壩跟韓國人關系不大，主要施工方還是越南和泰國人，韓國人就是出點人監(jiān)督統(tǒng)籌，還沒建成就崩塌了。
更加耐人尋味的是，暴雨初期，工人就發(fā)現(xiàn)由泥土與石頭筑成的堤壩已經不勝負荷，礙于惡劣天氣所以無法搶修，在發(fā)生決堤的時候，參與大壩建設的53名韓國人均撤離了現(xiàn)場，泰國和越南工人就沒這么幸運了。
那么問題來了，為什么老撾修這么重要的大壩，不找中國等有水電站經驗的大國，而是去找韓國、泰國呢？首先，這個水電站90%的電力出口到泰國，泰國公司在里面可以謀取巨大利益，此外，這個大壩項目也是韓國sk集團的搖錢樹，據(jù)估計，老撾每年將從大壩獲得330億美元的稅收、版稅和其他收入，按照股份占比，韓國sk公司賺地比老撾還要多。
此前，韓國人計劃在2020年之前在老撾建造54座水力發(fā)電廠，不知道經過這次災難后，老撾是不是要考慮換個建筑商了。
展開 【CAE案例】受地質運動影響的大壩非線性仿真
20世紀70年代開始，大壩出現(xiàn)壩體開裂和閘門卡住的現(xiàn)象，初步判斷閘門卡住現(xiàn)象由地質運動引起。1990年起，運維單位對壩址處的地質運動進行監(jiān)測，顯示地質運動導致的位移量約為每年3mm。2010年后閘門卡住現(xiàn)象出現(xiàn)頻次顯著增加。因此，目前考慮通過完全重建或者部分改造，將大壩壽命延長幾年或幾十年。考慮到經濟因素，優(yōu)先選擇論證部分改造這一解決方案的可行性，再對壩進行部分改造。
圖1：工作視圖
圖2：監(jiān)測結構位移圖
02 解決方案
根據(jù)大壩和閘門尺寸,在固體力學仿真軟件上建立物理模型，研究不同力學行為對壩體及閘門的位移應力影響。圖3是大壩的有限元模型和計算施加的邊界條件。
圖3：使用的網格和施加的邊界條件
在固體力學仿真軟件計算中，施加荷載與邊界條件時除了要考慮力載荷(重力、靜水壓力)外，還通過模型邊界的強制位移來模擬地質運動現(xiàn)象。結果顯示僅用材料的線彈性行為無法準確描述大壩的位移情況，這是由于邊界上存在非線性接觸問題，因此需要在模型建立時用到單元JOINT_MECA_FROT，來模擬支座底部發(fā)生的剪切觸變形(如圖4所示)。
圖4：樁底的剪切面
JOINT-MECA-FROT是固體力學仿真軟件中的一種基于摩爾-庫倫準則專門模擬大壩-基礎接觸面的單元類型。在這個模型中，混凝土的損傷機制可以通過彈性模量變化來體現(xiàn)。但應力分析表明，在混凝土的強度之外，仍有很大的受應力輻射區(qū)域。考慮到該區(qū)域的損傷可能會改變閘門的計算結果，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)。
展開 【干貨】水利工程中的大壩施工測量
通過本文分析與論述土石大壩及混凝土重力壩的施工測量工作，我們比較詳細而系統(tǒng)地掌握了水利工程中主要大壩的施工測量內容及程序。鑒于施工測量工作是為工程施工服務，測量精度要求相當高，尤其水利工程測量。為了保證大壩施工測量的工作質量，必須做好壩軸線、控制網、清基開挖等工作的施工放樣工作，并注意每一項測量工作的關鍵點。
-----END-----
文章來源：測繪之家
【重大喜訊】遠算大壩健康管理數(shù)字孿生平臺入選浙江省水利廳《2022年度浙江省水利新技術推廣目錄》
近日，遠算大壩健康管理數(shù)字孿生平臺入選浙江省水利廳《2022年度浙江省水利新技術推廣目錄》。
浙江省水利廳官網公示
浙江省水利廳組織開展2022年度浙江省水利新技術征集工作，評選出符合
水利“大干項目、大干民生”攻堅、“河湖長制、數(shù)字變革”
突破等重點工作技術需求，與當前浙江水利發(fā)展水平相適應的先進適用新技術、新產品、新材料和新工藝。
遠算
大壩健康管理數(shù)字孿生平臺
創(chuàng)新性地將有限元數(shù)值仿真技術運用到大壩數(shù)字化運維工作中，
高度符合省水利廳重點工作需求。
平臺主要針對大壩運維過程中存在數(shù)據(jù)測點損壞數(shù)據(jù)不全、無法事前管理、缺乏評估手段等諸多問題而提出的專門用于大壩運維的數(shù)字化
解決方案
，
為大壩提供超過100,000個虛擬測點，使得監(jiān)測數(shù)據(jù)由點及面進行擴展，實現(xiàn)了大壩的
智慧化模擬。同時平臺實現(xiàn)了預報、預警、預演、預案的功能，支撐精準化決策，幫助業(yè)主單位實現(xiàn)大壩健康的實時、專業(yè)、全面的預測性運維管理，
極大提升電站運營效率和經濟效益。
未來，遠算也將繼續(xù)深耕行業(yè)，堅持創(chuàng)新，充分發(fā)揮自身卓越的技術能力，為水利行業(yè)數(shù)字化轉型貢獻自己的獨特價值。
大壩產品視頻
大壩健康管理數(shù)字孿生平臺
更多資訊可登錄格物CAE官方網站
https://cae.yuansuan.cn/
遠算在bilibili、技術鄰、知乎定期發(fā)布課程視頻等內容
期待您的關注
展開 三維心墻堆石大壩應力分析
大壩左右對稱，控制截面有2個，形狀如圖2所示。
圖1 大壩平面圖
圖2 大壩控制截面
2.材料屬性
材料 彈性模量/MPa 泊松比
堆石 100 0.3
心墻 20 0.33
3.載荷、邊界
選擇整個大壩作為載荷施加區(qū)域，在分量3，即z向填入-20kpa，代表豎向體力載荷向下，如圖3所示。
圖3 大壩體力載荷
約束模型底部x、y、z 3個方向的位移，約束左、右兩岸壩軸線方向（y向的位移），如圖4。
展開 
如何用仿真知識破除大壩變形謠言？
最近一張疑似大壩嚴重變形的谷歌衛(wèi)星云圖在網絡上熱傳，一時人心惶惶，謠言四起，后經專家辟謠，乃谷歌衛(wèi)星云圖算法偏差所致，大壩依然雄壯挺拔，巍峨屹立，巋然不動，固若金湯，壩體處于彈性變形狀態(tài)，各項指標參數(shù)均在正常范圍。
彈性變形？我眼前一亮，這不是我這種仿真大(min)神（gong）最喜歡做的仿真嗎？ 于是我決定以嚴肅的科學態(tài)度，專業(yè)的彈性力學知識，先進的仿真技術來仿真一下大壩，破除網絡上甚囂塵上的危民聳言。
在網上搜了一下大壩的一些信息，在某超算中心上發(fā)現(xiàn)了下面的網格模型圖[三峽大壩模型，包含1876個幾何實體，尺度跨越三個量級，在64CPU核上并行生成1.6 億初始四面體網格]。
看了看這個模型，然后看了看我那打開Abaqus都要幾分鐘的4G+ 雙核的筆記本，我流下了傷心的淚水，這筆記本顯然是搞不定啊。要計算這么大規(guī)模的模型，至少要湊足：仿真之靴，內存無盡，千核之怒，gpu之力，冰霜風扇，閃電機箱，斷電庇護，六大神裝。于是我想到了降維攻擊，諸位學過彈性力學的知不知道，在講平面應變模型的時候，最喜歡說的例子就是大壩，沒錯，對于大壩這種又大又長，等截面的模型可以簡化為平面應變模型。
思路已經有了，接著是建立幾何模型，我在網上找了半天，居然沒有找到相關尺寸信息，后來一想，這種國之大器的工程，怎么可能把圖紙尺寸信息放在網上。不過經過半天搜尋，我終于找到了最權威的圖紙信息:
很快用abaqus建好模型，畫好網格，由于壩體材料同樣屬于國家機密信息，我就采用了高強度混凝土大致參數(shù)，載荷為重力載荷以及隨水深度變化的壓力，進行靜力分析。
仿真結果如下，可以看到，壩體位移從壩底到壩頂增大，壩頂處最大變形位移為5.05mm。最大橫向位移僅為3.16mm，最大豎向位移僅為4.02mm。
展開 世界在建規(guī)模最大水電工程 白鶴灘水電站大壩全線澆筑到頂
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。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，結構復雜。
中國電建華東勘測設計研究院白鶴灘水電站設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支持才能確保它的安全性。
展開 通過使用Femap，RSE為大壩和能源業(yè)找到理想的有限元建模工具
來源：西門子 發(fā)布時間：2015-07-16
Ricerca sul Sistema Energetico通過使用 Femap，RSE 為大壩和能源業(yè)其它構筑物找到了一個理想的有限元建模工具。
在水力發(fā)電、發(fā)電廠、基礎設施和領土安全領域擁有廣泛的經驗
作為意大利能源監(jiān)管局 GSE SpA 的全資公司，Ricerca sul Sistema Energetico（“RSE”）是一家股份公司，專門從事電能行業(yè)研究，重點研究戰(zhàn)略性國家公共事業(yè)項目。RSE 通過中央和地方公共行政部門（包括廣泛的保護系統(tǒng)和消費者協(xié)會）以及中小型商業(yè)群體和協(xié)會實施聯(lián)合項目。RSE 的業(yè)務包括電力系統(tǒng)的創(chuàng)新和技術開發(fā)，主要研究主題包括電力網絡、可再生能源、發(fā)電廠、智能電網、電力市場以及電力系統(tǒng)的可持續(xù)性和環(huán)境影響。
RSE 的“環(huán)境與可持續(xù)能源 – 水電研究與安全部”是一個經驗豐富的團隊，在水電以及發(fā)電廠、基礎設施和領土安全領域擁有廣泛的經驗。
混凝土大壩施工過程中熱機效應仿真
氫蓄電池的設計與分析，用于優(yōu)化金屬氫化物粉末的冷卻/加熱，改善氫的吸附/解吸屬性
“盡管有很多程序可以創(chuàng)建幾何圖形和生成網格模型，但并不總適合于大壩研究，這是因為網格的結構必須能夠識別在給定點發(fā)生的位移或者特定截面的應力狀態(tài)。在 Femap 中，我們發(fā)現(xiàn)了一個能夠全面滿足我們要求的靈活工具。”
Antonella Frigerio
環(huán)境與可持
公共項目和私人項目
作為一家研究型公眾公司，RSE 須遵守特定的工作方法，按照國家或歐洲公共資金支出程序營運。
展開 如何用Flow-3D表演水漫大壩（最直白入門案例）
本文的模擬內容是水漫過大壩流到水庫。把model setup界面里的模塊從左到右設置一遍，最后運行模擬、在Display或用附帶軟件FlowSight查看結果就可以了。General是設置單位、起止時間等零零碎碎的東西，Physics是物理模型（模擬中哪些物理現(xiàn)象比較重要就打開對應的物理模型），F(xiàn)luids用來設置模擬里牽涉的流體，Meshing & Geometry是建立幾何模型、畫網格等等，Output是設置運算過程中怎么輸出數(shù)據(jù)，Numerical關于方程求解方法選擇（新手暫時不用管，不同求解方法適用于不同情況，但結果是差不多的）。
General設置模擬時間5秒；模擬里涉及水漫過大壩流到水庫，水和空氣間有明顯分界面，屬于sharp interface，如果是水和油混一起水就沒有sharp interface了；incompressible，假設流體不可壓縮；one fluid，這要解釋一下，我們的模型里有水和空氣理應屬于two fluids，但再flow-3D里如果兩個流體密度差異非常大，就選one fluid。
展開 