根據(jù)施工過(guò)程中的圍巖穩(wěn)定情況確定出合理的施工進(jìn)尺并實(shí)時(shí)可視化評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)安全狀況具有重要的工程意義。首先利用BIM建模軟件建立三維基礎(chǔ)模型,通過(guò)對(duì)建模軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)并結(jié)合系統(tǒng)仿真原理得到引水隧洞施工進(jìn)度;其次將幾何模型轉(zhuǎn)換為數(shù)值計(jì)算模型并建立進(jìn)度數(shù)據(jù)庫(kù)與引水隧洞數(shù)值模型之間的映射關(guān)系,通過(guò)有限元分析圍壓系統(tǒng)的安全狀況,根據(jù)不同進(jìn)尺下的進(jìn)度計(jì)算及圍巖穩(wěn)定分析結(jié)果,合理選擇施工進(jìn)尺;最后基于Python+VB.net混合編程技術(shù)編制了引水隧洞施工進(jìn)度與圍巖穩(wěn)定安全仿真系統(tǒng)。工程應(yīng)用表明,該系統(tǒng)將隧洞施工進(jìn)度、支護(hù)體系與圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行結(jié)合,可為合理制定施工計(jì)劃及施工現(xiàn)場(chǎng)控制提供可視化技術(shù)及數(shù)據(jù)支持。 

【文章來(lái)源】：水電能源科學(xué). 2020,38(09)北大核心

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【圖文】：

引水隧洞三維基礎(chǔ)模型

為了解施工過(guò)程中的圍巖穩(wěn)定情況，必須建立全尺度的數(shù)值計(jì)算模型，模型盡量精細(xì)化以滿足不同施工進(jìn)尺的計(jì)算，這就要求數(shù)值模型中每一部分與三維基礎(chǔ)模型一一對(duì)應(yīng)，即數(shù)值模型與進(jìn)度計(jì)算的三維基礎(chǔ)模型形成映射關(guān)系。數(shù)值模型的建立通常是將建立的模型導(dǎo)入CAE軟件中進(jìn)行處理形成適合有限元仿真計(jì)算的模型[7]。將建立的三維基礎(chǔ)模型導(dǎo)入HYPERMESH前處理軟件中進(jìn)行處理，HYPERMESH軟件具有CATIA模型接口，可以保證模型導(dǎo)入后的完整性，數(shù)值模型見(jiàn)圖2(a）。為更好地體現(xiàn)施工過(guò)程，將單元尺寸取為1m。根據(jù)隧洞施工情況需要對(duì)數(shù)值模型提前進(jìn)行分組處理，并對(duì)其命名，單元根據(jù)施工工序的不同劃分單元組，其命名方式為前面的字母為工序類(lèi)型，分別為開(kāi)挖、襯砌、灌漿，第一個(gè)數(shù)字代表隧洞編號(hào)，本文建立的4條隧洞編號(hào)為1～4，末尾數(shù)字代表分組的編號(hào)，即KAIWA1-1代表#1隧洞開(kāi)挖工序?qū)?yīng)的第一個(gè)單元組。最后將所有單元組信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。3 引水隧洞施工進(jìn)度仿真及可視化

引水隧洞施工是由各種工序組成的循環(huán)施工過(guò)程[8]。為更好地模擬隧洞施工，以CPM網(wǎng)絡(luò)模型為框架，將施工過(guò)程分解為獨(dú)立可管理的小組件。結(jié)合工程施工的邏輯關(guān)系，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境及條件后，將分解的小組件按照一定的順序進(jìn)行連接，形成工程項(xiàng)目的整體計(jì)劃安排，每一個(gè)小組件根據(jù)工序類(lèi)型采用不同的CYCLONE模型。將隧洞施工考慮成開(kāi)挖、襯砌及灌漿等工序的循環(huán)過(guò)程，每一種工序又可以由施工順序建立CYCLONE模型，其循環(huán)網(wǎng)絡(luò)模型見(jiàn)圖3。在仿真過(guò)程中以仿真鐘模擬施工時(shí)間的推進(jìn)，起初設(shè)置工程施工開(kāi)始狀態(tài)，即確定CPM模型起點(diǎn)，然后根據(jù)模型關(guān)系將仿真鐘逐步向前推進(jìn)，當(dāng)推進(jìn)至任何一個(gè)小組件時(shí)調(diào)用對(duì)應(yīng)的CYCLONE模型，直至推進(jìn)到最后一個(gè)工序。為實(shí)現(xiàn)進(jìn)度仿真，利用VB.NET編制開(kāi)挖、襯砌、灌漿子程序，綜合考慮施工過(guò)程中的非仿真工序，各工序間的滯后關(guān)系以滯后距離規(guī)定，如襯砌必須在開(kāi)挖一定距離后開(kāi)始施工等。系統(tǒng)仿真時(shí)，仿真鐘以天作為推進(jìn)時(shí)間，將一周的工作時(shí)間等效為一周的有效工作天數(shù)，當(dāng)時(shí)間增加時(shí)，首先判斷當(dāng)前的施工工序類(lèi)型，調(diào)用對(duì)應(yīng)的子程序，將仿真結(jié)果全部?jī)?chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3389349