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基于动态仿真的碾压混凝土坝施工仓面规划

人民长江 2009年第19期40卷 18-20页

作者：赵春菊周宜红三峡大学土木水电学院湖北宜昌443002 武汉大学水利水电学院湖北武汉430072

通过建立基于碾压混凝土坝体施工过程动态仿真的仓面规划模型,根据坝体上升过程中坝段动态属性的实时变化进行仓面规划方案的优化。仓面规划仿真模型以仓位系统为主导,配合选择相应的浇筑机械及混凝土入仓方案,根据实际获得的机械属性... 详细信息

通过建立基于碾压混凝土坝体施工过程动态仿真的仓面规划模型,根据坝体上升过程中坝段动态属性的实时变化进行仓面规划方案的优化。仓面规划仿真模型以仓位系统为主导,配合选择相应的浇筑机械及混凝土入仓方案,根据实际获得的机械属性对仓位规划方案进行修正,得到最终的仓面规划方案及施工组织方案。通过多次仿真试验,可以获得不同坝体参数及施工参数条件下的仓面规划方案及方案实施效果,可为工程技术人员进行方案优选提供丰富详尽的信息。

关键词：仓面规划动态仿真碾压混凝土坝水利工程施工

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二维静电场问题的面片拼接等几何分析方法研究

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电子学报 2018年第2期46卷 456-463页

作者：王峰周宜红林皋赵春菊何卫平三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 大连理工大学水利工程学院辽宁大连116024

等几何分析方法在求解静电场问题时,实现了几何模型和计算模型的统一以及自适应网格划分过程,然而受制于单个NURBS曲面片拓扑的局限性,单片等几何分析方法难以处理含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题.本文基于面片拼接技术,将单... 详细信息

等几何分析方法在求解静电场问题时,实现了几何模型和计算模型的统一以及自适应网格划分过程,然而受制于单个NURBS曲面片拓扑的局限性,单片等几何分析方法难以处理含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题.本文基于面片拼接技术,将单片等几何分析方法扩展到多片,并用来求解二维含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题,NURBS曲面片拼接处的控制点和网格细分前后要求必须匹配.由于NURBS基函数不满足插值性,在非齐次Dirichlet边界条件的处理上本文采用Lagrange乘子法进行处理.数值算例表明:修正后的多面片等几何分析方法可以很好地处理二维含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题,且相比传统的有限元法,该方法具有自由度消耗小、精度高、收敛速度快等优点.

关键词：静电场等几何分析 NURBS 面片拼接

非均质材料的扩展无单元Galerkin法模拟

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工程力学 2018年第8期35卷 14-20,66页

作者：王峰林皋周宜红赵春菊周华维湖北省水电工程施工与管理重点实验室(三峡大学) 宜昌443002 三峡大学水利与环境学院宜昌443002 大连理工大学水利工程学院大连116024

该文基于滑动Kriging插值法,提出了求解含夹杂非均匀材料问题的扩展无单元Galerkin法。该方法利用水平集函数对滑动Kriging插值形函数进行扩展,从而来反映材料交界面的几何形状和不连续位移场。相比传统的移动最小二乘法形函数,滑动Krig... 详细信息

该文基于滑动Kriging插值法,提出了求解含夹杂非均匀材料问题的扩展无单元Galerkin法。该方法利用水平集函数对滑动Kriging插值形函数进行扩展,从而来反映材料交界面的几何形状和不连续位移场。相比传统的移动最小二乘法形函数,滑动Kriging插值形函数由于满足Kronecker delta函数性质,因此能准确施加位移边界条件。在含夹杂非均匀材料问题求解时,阐述了扩展无单元Galerkin法位移模式的构造以及控制方程的建立。最后通过单夹杂和多夹杂算例表明,扩展无单元Galerkin法相比扩展有限元法,计算精度更高、收敛速率更快。

关键词：非均质材料扩展无单元Galerkin法滑动Kriging插值无网格法水平集方法

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高拱坝仓面施工时空冲突分析与调整方法研究

水力发电学报 2017年第5期36卷 19-27页

作者：胡超赵春菊周宜红宋玲三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

针对高拱坝仓面浇筑过程中的时空冲突问题,本文首先分析仓面施工实体在三维空间中的状态变迁过程,建立了仓面施工实体时空演化模型及描述方法;依据状态变迁过程分析了浇筑时空冲突的产生机理、分类及影响效应,同时构建了冲突的空间和时... 详细信息

针对高拱坝仓面浇筑过程中的时空冲突问题,本文首先分析仓面施工实体在三维空间中的状态变迁过程,建立了仓面施工实体时空演化模型及描述方法;依据状态变迁过程分析了浇筑时空冲突的产生机理、分类及影响效应,同时构建了冲突的空间和时间调整机制;最后,综合上述方法构建了基于浇筑行为模拟的冲突检测机制,实现了虚拟场景下仓面浇筑过程的模拟及过程中冲突的实时检测、分析与调整,并建立了施工方案动态调整优化模型。实例分析证明,本方法可在执行前为工程人员提供方案实施过程的详细数据,了解方案的执行效果,为分析方案的可行性、合理性和安全性提供科学依据。

关键词：高拱坝施工过程冲突检测冲突调整浇筑

圆形隧洞爆破荷载与瞬态卸荷作用围岩应变能效应研究

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岩石力学与工程学报 2017年第8期36卷 1855-1866页

作者：范勇江璐卢文波周宜红赵春菊严鹏三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

深部岩体开挖过程中,能量的释放与耗散是导致围岩发生损伤破坏的重要诱因。针对深埋圆形隧洞爆破开挖,采用理论模型研究微差段间爆破荷载与地应力瞬态卸荷重复扰动及耦合作用下围岩应变能的变化规律,并基于弹性应变能判别准则计算围岩... 详细信息

深部岩体开挖过程中,能量的释放与耗散是导致围岩发生损伤破坏的重要诱因。针对深埋圆形隧洞爆破开挖,采用理论模型研究微差段间爆破荷载与地应力瞬态卸荷重复扰动及耦合作用下围岩应变能的变化规律,并基于弹性应变能判别准则计算围岩损伤范围。研究结果表明:在爆破荷载作用下,围岩应变能经历了先增大再减小最终趋于稳定的动态变化过程;在地应力的瞬态卸荷作用下,围岩应变能经历了先减小再增大最终趋于稳定的过程;二者耦合作用会进一步加剧围岩应变能动态调整过程,并且体现出更加明显的微差段间重复扰动效应,以开挖轮廓附近起爆的两圈崩落孔及周边孔最为明显。爆破荷载主要引起围岩张拉破坏,而地应力瞬态卸荷主要导致围岩压剪破坏,在二者耦合作用下地应力的存在会抑制爆破荷载引起的围岩张拉破坏,从而减小围岩的损伤范围。最后,采用锦屏二级水电站引水隧洞实测围岩损伤范围对理论计算方法的正确性进行了验证。

关键词：岩石力学深埋隧洞爆破开挖瞬态卸荷应变能损伤

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水电站边坡开挖质量控制系统的开发与应用

水利水电科技进展 2015年第4期35卷 75-79,94页

作者：赵春菊冯诚诚周宜红胡超三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心湖北宜昌443002

为了提高水电站边坡开挖质量控制的精细化程度并实现信息化管理,将基于三维激光扫描获取的海量高精度点云数据运用到边坡开挖质量控制中。根据边坡开挖质量控制理论,在系统分析用户需求的基础上,采用结构模块化设计方法和软件开发技术... 详细信息

为了提高水电站边坡开挖质量控制的精细化程度并实现信息化管理,将基于三维激光扫描获取的海量高精度点云数据运用到边坡开挖质量控制中。根据边坡开挖质量控制理论,在系统分析用户需求的基础上,采用结构模块化设计方法和软件开发技术设计并开发了水电站边坡开挖质量控制系统。系统由数据录入、开挖面数据分析、开挖面剖面分析、事故查询和统计报表5个模块组成,可实现边坡开挖全过程质量控制信息的实时、动态和交互式查询。某水电站边坡开挖质量控制现场管理应用结果表明,系统运行结果真实可靠,可为边坡开挖质量控制与现场管理提供信息支撑,辅助工程技术人员及时采取相关质量控制措施。

关键词：水电站边坡开挖质量控制三维激光扫描结构模块化设计方法系统开发

基于三维激光扫描数据的边坡开挖质量评价方法研究

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岩石力学与工程学报 2014年第A2期33卷 3979-3984页

作者：胡超周宜红赵春菊潘志国冯诚诚武汉大学水利水电学院湖北武汉400072 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443000 三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心湖北宜昌443002

水利工程边坡开挖通常存在开挖面大、周期紧、质量要求高的特点。通过分析传统边坡开挖质量评价方法及问题,提出采用三维激光扫描技术对边坡开挖质量进行评价的手段。采用随机采样一致性算法、布尔莎–沃尔夫模型等算法建立高效的边坡... 详细信息

水利工程边坡开挖通常存在开挖面大、周期紧、质量要求高的特点。通过分析传统边坡开挖质量评价方法及问题,提出采用三维激光扫描技术对边坡开挖质量进行评价的手段。采用随机采样一致性算法、布尔莎–沃尔夫模型等算法建立高效的边坡开挖数据采集、处理流程;通过对边坡数据的特点分析,采用关系数据库建立基于B树及其拓展结构的海量点云数据存储与管理机制;根据边坡评价的特点提出基于开挖剖面和基于开挖平面的边坡质量评价方法。通过实际工程应用证明该方法实现开挖面质量的快速判别与控制,可极大提高边坡开挖质量控制的工作效率和信息化水平。

关键词：边坡工程三维激光扫描数据处理质量评价开挖

碾压混凝土坝施工仓面作业系统仿真与优化研究

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水利水电技术 2013年第1期44卷 79-82页

作者：赵春菊董慧周宜红三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 武汉大学水利水电学院湖北武汉430072

对碾压混凝土坝施工仓面作业系统进行全面分析,建立仓面作业系统施工仿真与优化模型,详细模拟仓面施工过程,确定了有限资源条件下最优仓面作业方案。研究成果对仓面现场施工具有参考作用,为优化仓面作业管理提供了信息和技术支持。

关键词：碾压混凝土坝作业仓面施工仿真系统优化

系统耦合机制在碾压混凝土坝施工仿真中的应用

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武汉大学学报（工学版） 2013年第4期46卷 458-463页

作者：赵春菊周华维周宜红三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 武汉大学水利水电学院湖北武汉430072

碾压混凝土坝施工过程仿真研究的核心在于对坝体施工系统内各子系统间关系的描述.在深入分析碾压混凝土坝施工生产、运输及仓面作业系统间相互作用机理的基础上,构建了子系统间的耦合模型;基于各子系统间的耦合模型及资源配置关系,建立... 详细信息

碾压混凝土坝施工过程仿真研究的核心在于对坝体施工系统内各子系统间关系的描述.在深入分析碾压混凝土坝施工生产、运输及仓面作业系统间相互作用机理的基础上,构建了子系统间的耦合模型;基于各子系统间的耦合模型及资源配置关系,建立了碾压混凝土坝施工生产调度智能模型,通过子系统间的资源耦合及工作协同调配,可得到仓面规划方案及相应的混凝土生产与运输方案,形成可执行的生产调度计划.工程实例应用表明,基于系统耦合的仿真机制可模拟各子系统在工作调度和组织方面的高度协调性,可优化碾压混凝土坝施工系统资源配置及工作调度.

关键词：碾压混凝土坝系统耦合资源配置智能仿真施工