【摘要】：土石壩因其就地取材、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而被廣泛使用。在我國(guó),土石壩的數(shù)量占大壩總數(shù)量的95%,土石壩在發(fā)揮重要作用的同時(shí),也存在潛在的安全隱患。土石壩一旦潰決,將會(huì)對(duì)下游造成嚴(yán)重打擊,威脅著人民生產(chǎn)生活安全。潰壩問(wèn)題主要包括三個(gè)方面:潰決洪水、潰口發(fā)展、洪水演進(jìn)。其中潰口發(fā)展影響著潰壩洪水的計(jì)算進(jìn)而影響洪水演進(jìn)計(jì)算�，F(xiàn)有的潰口數(shù)值模擬方法多用直線滑面的楔形體穩(wěn)定分析法模擬,其結(jié)果與真實(shí)潰壩現(xiàn)象相差較大。此外,當(dāng)土石壩面臨潰決時(shí),直觀的向政府決策者展示可能潰壩災(zāi)害狀況將影響著決策的效率,可目前三維潰壩虛擬現(xiàn)實(shí)研究較少。本文針對(duì)土石壩潰決潰口模擬和潰壩虛擬現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用圓弧滑面穩(wěn)定分析方法模擬土石壩潰口橫向擴(kuò)展。并針對(duì)此問(wèn)題開發(fā)基于EXCEL VBA的邊坡穩(wěn)定程序DBS-IWHR,該程序能計(jì)算指定圓弧滑面的安全系數(shù),并提供枚舉法、單純形法兩種方法完成臨界滑裂面的搜索。為工程人員快速計(jì)算土石壩潰口橫向擴(kuò)展過(guò)程提供技術(shù)支持;(2)針對(duì)無(wú)地形資料的小流域土石壩,采用固定翼無(wú)人機(jī)對(duì)小流域進(jìn)行航拍,獲得高精度的DEM高程數(shù)據(jù)和正射投影圖像。以高精度地形資料為基礎(chǔ),利用DB-IWHR模型計(jì)算潰壩潰口洪水流量過(guò)程線,將這一結(jié)果作為邊界條件輸入到MIKE21模型,計(jì)算下游洪水演進(jìn)過(guò)程。最后,將MIKE21的計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入到Arcgis平臺(tái),在Arcgis平臺(tái)上可直觀地觀測(cè)洪水淹沒(méi)范圍、水深等數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化情況,為土石壩的管理和安全防護(hù)提供技術(shù)支持;(3)利用3dsMax、Realflow、Rayfire等虛擬現(xiàn)實(shí)軟件將精確的三維地面模型、城市街道、建筑物等融合,再現(xiàn)土石壩實(shí)地情形,在虛擬場(chǎng)景中表現(xiàn)了潰口的發(fā)展、邊坡的坍塌、以及潰決洪水的演進(jìn),實(shí)現(xiàn)了潰壩過(guò)程虛擬現(xiàn)實(shí);(4)開發(fā)基于Java和Unity3d的三維場(chǎng)景漫游管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)壩區(qū)房屋的有效管理,并提供壩區(qū)虛擬場(chǎng)景的漫游功能。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV122.4
【圖文】：

日本憑其強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，率先開展了堰塞湖潰壩虛擬現(xiàn)實(shí)研究，其成果能逡逑逼真的展示堰塞湖的形成、堰塞壩潰決、洪水漫延場(chǎng)景，使得非專業(yè)人員也能快速了解逡逑災(zāi)害狀況，為決策人員提供直觀的技術(shù)支持。日本制作堰塞湖潰決虛擬現(xiàn)實(shí)效果如圖１－２。逡逑而我國(guó)目前利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬潰壩災(zāi)害的研究較少。逡逑＊邋１逡逑

潰壩虛擬現(xiàn)實(shí)研究現(xiàn)狀逡逑傳統(tǒng)的潰壩計(jì)算結(jié)果最終都會(huì)體現(xiàn)在一維表格或者二維圖像上，專業(yè)人員受到相關(guān)逡逑，能在圖表中獲得所需信息；但非專業(yè)人員想迅速了解潰壩情況，了解潰口如何形逡逑洪水漫延真實(shí)三維情況等，通過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算結(jié)果很難達(dá)到目的。逡逑

潰壩虛擬現(xiàn)實(shí)研究現(xiàn)狀逡逑傳統(tǒng)的潰壩計(jì)算結(jié)果最終都會(huì)體現(xiàn)在一維表格或者二維圖像上，專業(yè)人員受到相關(guān)逡逑，能在圖表中獲得所需信息；但非專業(yè)人員想迅速了解潰壩情況，了解潰口如何形逡逑洪水漫延真實(shí)三維情況等，通過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算結(jié)果很難達(dá)到目的。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2797503