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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分析的瞬態動響應計算：首先分析獲取壩體的固有模態；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。

初擬后對上下游壩坡的最不利運行工況進行穩定計算，判斷是否滿足規范要求，不滿足的需適當調整再進行計算，直到滿足規范要求為止，使設計壩體既安全又經濟。2．2上下游壩坡的培厚加固設計對于有放空底洞的水庫，在放干水后對灌溉等影響不大，且不會造成新的滑動的情況下，可將水庫放空，對上下游壩坡進行培厚加固。

雙方將基于大壩中心在水電安全領域的專業優勢，結合遠算科技國產數值仿真模型與高性能云計算的技術優勢，將國產結構有限元仿真軟件和水動力仿真模型充分運用于能源水電設施設備的安全運行管理，實現國產仿真軟件的工業級行業應用。

該平臺通過融合國產可控結構有限元仿真模型，數據分析模型和監測感知網，搭建大壩狀態在線監控和安全評估系統，借助高性能并行計算技術快速獲取大壩安全關鍵參數，并依據行業標準規范，全維度評估大壩健康狀態，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，實現工程安全智能化運維。

圖1：工作視圖圖2：監測結構位移圖02 解決方案根據大壩和閘門尺寸,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象。

為了保證邊坡放樣的工作質量，之前應當依據大壩的設計坡度計算得出不同層面坡面點的軸距。同時，還要使上料樁的軸距比設計計算值大出1m-2m，能夠有效確保壓實修理后的壩坡面與設計坡面相符。 ⑦坡面修整坡面修整的目的是保證大壩填筑至一定高度且坡面壓實后，壩坡面符合設計要求。

將BIM 技術應用于大壩工程設計之中，通過三維建模的方式，統計好工程量并在大量數據分析的基礎上，利用建模軟件等為大壩工程設計提供思路，并在此基礎上不斷的優化大壩工程的設計方案。

圖1 大壩典型剖面圖 1.2 計算工況本文的計算工況主要考慮施工期分層填筑和蓄水期的大壩內力及變形過程。具體工況為首先考慮施工期低蓄水位下大壩的內力和變形，并在此基礎上醉臥蓄水的初始狀態，蓄水過程主要可分為5步。一次改變防滲墻彈性模量和泊松比進行計算大壩的內力和變形。

根據大壩的結構特點和設計要求，進行如下三方面的計算就可達到選取恰當的防滲措施和校驗建筑物在滲流作用下是否安全的目的。(一)確定滲透壓力對于混凝土壩(或水閘)地基中的有壓滲流，要確定沿建筑物地下輪廓線的滲透壓力分布，計算揚壓力，以便驗算建筑物的穩定性。

采用積鼎流體仿真軟件對三峽大壩潰壩進行計算模擬，采用瞬態求解器，64核并行計算，計算得到三峽大壩潰壩時洪水漫過大壩向下游流動的過程，如圖4。

為充分利用水資源,人們在天然河流上修建了水庫大壩,以達到調控洪水、發電、灌溉、供水、通航、旅游、漁業養殖等目的，水庫大壩對人類社會和經濟的發展起到了極其重要的推動作用，但是一旦由于某種原因發生潰壩失事，對下游所造成的生命和財產損失將無法估計。

繪制完成幾何形狀后，對模型進行分組并劃分網格，考慮到工程中大壩常采用非均質材料組成，上下兩層的粘聚力不同，因此將二者比值設為 。為提高模型計算精度，將上下兩層結構的交界處網格加密。

遠算科技作在本次展會中向現場觀眾展示了基于高性能云計算和CAE工業仿真等核心先進技術的大壩健康管理，海上風電樁基沖刷預警等數字孿生平臺和視頻測流水利感知系統，為水工建筑物安全管理，海上風電樁基安全預警管理等，提供智能化運維解決方案，引得業內專家頻頻駐足，受到廣泛贊譽。

壩體滲漏：通常由大壩主體的裂縫造成，壩體的滲漏引起內部侵蝕，從而破壞大壩的穩定性，最終造成潰堤。隨著工程維護技術的提升、地質勘探工作的愈發嚴謹，后兩者發生的頻率逐漸得到控制。而第一種的發生主要取決于水情變化，常常難以避免。本案例利用水動力仿真構建大壩二維水動力模型，集成潰口演變的經驗公式，從而復現漫堤式潰壩的過程。

視頻測流水利感知系統遠算科技水利應用場景廣泛，創新性研發了視頻測流水利感知系統，以先進AI智能算法正射矯正處理原有圖像，識別捕捉水流示蹤粒子，計算全場河面水流速度，零門檻，易操作，實現1部手機、10秒視頻，3步完成專業水流測速。

從FLOW-3D HYDRO模擬結果計算的空化指數與USBR的實際數據進行比較，結果與溢洪道的歷史表現一致。數值分析支持了現場檢查，得出的結論即溢洪道混凝土損壞可能并非由空化引起。圖1. 貝內特大壩溢洪道在排洪量2865m3/s時，現場觀測數據與FLOW-3D HYDRO仿真結果的比較。

同時有限的大壩測點，較長的測評周期，較高的專家運維門檻，極端的氣象變化等等都給大壩安全運維工作帶來了較大難度。【產品介紹】遠算大壩健康管理數字孿生平臺大壩健康管理數字孿生平臺是遠算科技為業主搭建一套大壩實時健康“體檢”系統，基于數值仿真技術，結合實時監測和數據分析，有效掌握大壩當前健康狀態，幫助運維人員實現實時、專業、全面的預測性運維管理。

大壩健康管理數字孿生平臺是為業主搭建的大壩實時健康體檢系統，運用仿真數值模擬、數據建模分析、高性能計算等先進技術，實時獲取監測點數據，并將在線監測數據與建模分析數據有機結合，充分利用仿真模型創建一個與物理實體相互映射、協同交互的數字孿生體。

（）模型信息Koyna混凝土重力壩位于印度孟買東南200 km處，1967年12月11日，Koyna混凝土重力壩遭受里氏6.5級的地震（Koyna地震），該地震給大壩和水電站等水工建筑帶來了巨大的損壞，給下游數十萬居民的人身生命財產安全造成了巨大損失，該大壩地震案例事后成為諸多學者進行地震作用下壩基動力相互作用、混凝土材料的動態力學性能等領域研究的對象。

同時，遠算也分享了大壩健康管理、流域洪澇風險管理等數字孿生平臺的落地案例，展示了平臺實際場景應用效果。應用案例1：華光潭水電站大壩健康管理遠算運用仿真技術，增加虛擬測點，拓展監測區域，解決大壩年久老化所致的測點缺失或經費不足等問題；固化專家經驗，智能專家系統科學分析監測數據，降低監測數據解讀門檻；預演壩體未來趨勢，實現預測性維護，主動響應極端工況。