沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真建模与可视化分析

沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真通过计算机模拟来研究和分析坝体的复杂施工过程,为工程设计和施工管理提供了有效的工具.文中对沥青混凝土心墙堆石坝施工系统进行了分解协调,阐述了沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真的基本原理;在综合考虑施工过程中的复杂约束条件下,建立了沥青混凝土心墙堆石坝施工动态仿真的数学逻辑关系模型;基于Unity3D引擎,研发出网络环境下沥青混凝土心墙堆石坝施工过程的三维可视化分析系统.研究成果在某工程实例中进行了具体应用,成果验证了该仿真模型的有效性和技术方法的先进性.     

基于WEB的4D信息可视化研究与应用

文章分别对基于WEB的虚拟现实技术和4D信息可视化技术做了研究和分析,针对这两种技术的特点和可视化的需求,提出了将基于WEB的虚拟现实技术集成到4D信息可视化系统的思路。最后,结合水坝施工工程实现了一个应用实例。     

基于CATIA的心墙堆石坝施工动态仿真

目前堆石坝施工动态仿真研究多是基于施工仿真结果构建三维可视化系统,然而系统中三维模型不易被修改,且提供的施工信息量有限,针对此问题,本文提出了以CATIA为基础的堆石坝施工动态仿真构架.首先,采用参数化技术建立堆石坝三维模型,实现了三维模型的快速修改更新;同时,利用CATIA的二次开发功能建立了具有扩展属性的堆石坝三维模型,这不仅提供了施工场景,还提供了大坝的形体参数、道路节点信息等施工信息;最后,以实际工程为例,结合离散事件仿真方法,建立了基于CATIA的心墙堆石坝施工仿真模型及系统平台,实现了堆石坝施工过程的三维动态表达及4D模型的远程交互,可为堆石坝施工管理提供重要理论与技术支持.     

建设工程项目4D可视化动态管理系统的研究与开发

综合应用了4D技术、虚拟现实技术、工程数据库,研究开发了建设工程项目4D可视化动态管理系统.该系统通过建立施工现场的3D可视化模型与工程相关资源的集成,形成了4D施工模型,实现了建设工程项目的进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的4D动态集成管理,以及整个施工过程的4D可视化模拟,为工程管理人员提供了科学、有效的辅助管理手段,从而更有利于保质、按时、低耗地完成各项工程任务.     

基于BIM实时施工模型的4D模拟

4D技术的发展和应用给建设项目带来了巨大的效益,但目前用于4D模拟的3D模型一般在施工前创建,4D模拟的应用局限于施工前的计划阶段。为将4D模拟的应用扩展至项目施工阶段,对4D模拟的3D模型进行研究,着重对比分析施工模型和实时施工模型,研究BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)模型的自动创建技术。研究发现,自动化创建的BIM实时施工模型可以动态的跟踪项目进展情况,能提高模型的准确性和减少建模工作量。提出基于BIM实时施工模型的4D模拟,是一个动态的4D模拟过程,可作为项目施工全过程的动态控制的有效工具,能进一步提高建设项目的效率和效益。     

高心墙堆石坝施工填筑单元划分优化

针对高心墙堆石坝施工填筑单元能否实现科学合理的划分问题,通过对高心墙堆石坝施工特性进行分析,综合考虑各施工环节之间的逻辑关系和各种复杂施工约束条件的影响,建立了高心墙堆石坝施工填筑单元划分优化数学模型,提出了基于数学解析法和施工仿真技术的两种方法对优化模型进行求解,并结合实际工程开展了实例研究.结果表明,所提出的理论方法能够对高心墙堆石坝施工填筑单元的划分进行有效的分析,实现了单元划分方案的优化,为高心墙堆石坝施工组织设计和工程管理决策提供了新的有效途径.     

工程项目施工管理信息可视化技术研究与实现

本文针对工程项目管理中传统信息可视化无法直观、动态表达工程项目施工信息的缺点,提出了基于WEB的工程项目施工管理目标、进度、成果和业务信息可视化的解决方法。并以大坝施工为例,利用Java 3D技术,设计和实现了基于WEB的大坝施工三维动态可视化原型系统。     

基于4D CAD的大型桥梁施工进度系统仿真研究

随着桥梁建设的发展，传统横道图与网络图已成为施工管理水平提高的制约因素。将面向对象的复杂工程系统仿真方法与CAD数字建模方法相结合，将桥梁的3D整体模型和施工进度相链接，提出了基于4D CAD的桥梁施工系统仿真思想，使施工过程的动态可视化与直观分析优化后的施工进度成为可能。以Visual C++作为仿真平台，设计编制了桥梁施工4D CAD可视化仿真软件。研究成果在某斜拉桥工程施工组织设计中得到成功应用，验证了基于4D CAD的大型桥梁可视化仿真方法在斜拉桥施工进度分析与优化方面的实用性和优越性。     

心墙堆石坝仓面施工进度动态控制

联合仓面施工进度仿真模型和仓面施工质量实时监控模型,综合考虑施工现场各项影响因素,提出了心墙堆石坝仓面施工进度动态控制模型,通过对仓面施工方案的优化以及对施工过程的施工进度偏差实时分析和反馈,从而实现仓面施工进度的事前、事中控制。将该施工进度动态控制模型应用到某心墙堆石坝,通过对心墙区某仓面进行多方案优化仿真分析,给出仓面施工事前控制推荐优化方案;当实际施工进度滞后时,仓面施工仿真模型根据当前仓面施工面貌进行动态更新并仿真,给出仓面施工事中控制推荐优化方案,从而保障仓面施工进度。应用结果表明,实际施工方案与仿真推荐方案一致,且二者仅相差23 min,实现了仓面施工进度的有效控制。该反馈模型能够及时给出合理的优化施工方案,从而实现对现场施工进度偏差的有效控制,为心墙堆石坝填筑进度提供保障。     

联络通道BIM 4D施工模拟与冻结温度场数值分析

为进一步加快冻结施工信息化应用,以北京地铁17号线区间联络通道冻结工程为背景,通过建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技术对联络通道进行三维可视化设计,建立4D施工进度模型进行实时模拟施工与输出工艺动画;利用有限元软件ABAQUS对冻结温度场进行数值模拟,与现场实测温度对比分析温度场变化规律。结果表明：BIM 4D模拟可以对施工全过程进行动态控制,实现进度计划三维可视化;冻结壁厚度达到设计值以上,验证BIM技术冻结质量控制的可靠性;数值模拟计算温度结果与现场实测温度数据值基于一致,证明数值模拟分析冻结温度场的可行性。     

混凝土坝浇筑过程三维动态可视化仿真

通过集成化方法来研究混凝土坝浇筑过程三维动态可视化仿真,讨论了仿真计算系统与三维动态可视化系统(GIS系统)的建模及系统可视化问题,设计了仿真系统与可视化系统的集成模式,实现了系统的界面可视化、过程与结果的可视化和真三维地形环境的大坝三维动态可视化,并具体介绍了仿真系统及三维动态可视化的实现过程.最后给出了一个混凝土坝仿真研究的成功实例.     

复杂桥梁工程施工动态的可视化仿真

鉴于复杂工程的不确定型网络计划和传统的施工管理工具不能形象展示大型桥梁施工过程,将4D可视技术应用于桥梁施工管理。首先,应用蒙特卡洛法对复杂不确定型网络计划进行仿真模拟;其次,将桥梁三维模型与模拟得到的施工进度计划、资源计划相结合,建立桥梁4D仿真模型;最后,依据4D仿真模型开发大型桥梁4D仿真系统。研究结果表明:应用该系统能可视查询和预测施工进度及资源使用情况;该系统能够输出施工工期、施工进度计划、关键路线、资源使用情况以及横道图、资源柱状图等仿真计算所得的文本和图形成果。     

观音岩水坝地震动力分析

将有厚度接触摩擦单元引入具有观音岩混合坝接头的堆石体与混凝土坝段之间的接触面进行力学模拟.在堆石及心墙料的静力本构关系上采用Ducan双曲线E-B模型模拟堆石坝的实际填筑施工和水库蓄水过程,并采用非线性动力分析方法对大坝连接坝段进行三维地震动力分析,揭示了插入式接头坝段采用在竣工期和运行期的接触面的应力情况和脱开情况.对心墙料与混凝土的接触面采用动力接触薄层单元进行模拟,真实地反映了地震过程中接触面的剪切及开合变形情况.根据动力分析成果,对大坝软接头的抗震性能及抗震安全性进行评价.     

填筑形象对土石坝结构性态影响的精细有限元分析

利用数字大坝施工技术,考虑实际施工质量的空间差异性带来的坝料模型参数在空间上的差异性,通过土石坝模型参数空间估计及任意单元赋值,构建精细三维有限元模型;进而以某心墙堆石坝为例,分析在实际施工进度滞后情况下,为了在汛前填筑到度汛高程,采用不同填筑进度方案对心墙堆石坝施工期应力变形的影响。结果表明,不同施工进度形象面貌对坝体水平位移影响较大,而对竖向位移和应力影响较小。     

基于web端的三维井筒几何模型及信息可视化方法

为解决当前井筒可视化实现过程复杂、展示内容单一、实用性不强的问题,本文基于Three.js框架提出一种适用于实际井眼轨迹与三维可视化井眼轨迹坐标信息的数据处理与映射方法,研究了一种新的基于Web端的三维井筒几何模型及井筒信息可视化方法。结果表明：通过该方法可以更加直观地观察井眼轨迹变化规律,展现反映井径变化的三维井筒。同时,自然伽马值、环空压力等测井录井信息以及地层岩性信息也可以较为方便地沿井筒通过颜色或者井径变化所展现。此外,本文通过敏感性分析,揭示了可视化效果与井径缩放因子、井眼轨迹缩放因子、井筒信息缩放因子的规律,有效提高模型仿真可视化效果,还提供一种用于展示井筒内部数据变化规律的井筒漫游方法。本研究为油气钻探过程及钻遇地层的直观呈现提供了新方法.     

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。     

山岭隧道地上地下一体化三维建模方法

针对山岭隧道地上地下一体化三维建模效率低、数据融合难度大的问题,提出一套基于BIM+GIS+倾斜摄影技术的建模方法。以武汉市黄龙山隧道为例,首先,按用途和施工工序对山岭隧道构件进行分类,利用Revit和Dynamo软件,采用参数化建模+自适应拼接的方法构建隧道三维结构模型;其次,通过无人机采用倾斜摄影技术获取地表影像,构建三维实景模型;通过影像匹配和滤波技术处理点云数据,生成数字高程模型(DEM),并结合钻孔数据,采用插值法和约束分区的方法构建三维地质模型;最后,基于MapGIS实现隧道结构模型、地表三维实景模型、三维地质模型的集成。该方法可以优化模型管理方式,减少数据信息的丢失,实现隧道工程信息的集成与共享。