SketchUp在水利工程制图教学中的应用

“水利工程制图”是水利水电工程技术专业重要的专业基础课程。在“水工建筑物标高投影及坡脚线绘制”章节教学中,将SketchUp软件应用其中,可简便快速绘制不规则地形曲面及土坝三维模型,分析建筑物与地面交点的标高投影,演示坡脚线的形成过程,将投影关系形象化、可视化。该教学法不仅能降低学习难度,有效突破教学重难点,且能拓展学生空间思维能力,提升其学习积极性,从而达到预期教学目标。

基于BIM的坡脚线确定及可视化研究

在机场、道路等大型基础设施建设的过程中,根据土体类型、按照一定的坡度直接放坡是边坡处理的常见方法之一。现有BIM软件的相关功能虽能在一定程度上满足坡脚线推算和边坡土方量统计的需求,但在机场地势优化设计的参数正向设计过程中,反复使用软件功能的时间成本较高,不利于最终方案的得出。针对该问题,本文提出一种坡脚线的推算方法,即通过建立坡面和地面的数学模型,依托Civil 3D平台进行二次开发,实现了坡脚线的自动生成及可视化。与已有的传统作图法及BIM的相关功能相比,其具有适合计算机求解、计算速度快等优点,在机场地势优化设计等需要多次建模求解的过程中具有较高的应用价值。

堤坝坡脚线数值解法及图形可视化研究

针对传统图解法求堤坝坡脚线作图繁琐、费时、不精确等缺陷,提出一种解堤坝坡脚线的数值算法,即通过数字地形图,建立堤坝坡面和地面的数学模型,采用VC++编程,实现堤坝坡脚线的数值解法和图形的自动生成及可视化.与已有的作图方法相比,其具有适合计算机求解、作图速度快、精度高、堤坝任意断面坡脚线上的交点可实时查询等优点,且适合于解决各种工程建筑物表面上的交线问题,为堤坝的施工组织设计、施工放样等提供了一种简便易行的方法,提高了解决实际工程问题的效率,具有很好的工程应用价值.

弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏的力学模型研究

【目的】探讨弧形坡脚梯形渠道衬砌结构冻胀破坏的力学模型,以科学指导衬砌体的设计与建设。【方法】通过对弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征的分析,指出了弧形坡脚梯形渠道砼衬砌整体结构的计算简图,是在法向冻胀力、切向冻结力和重力共同作用下的近似薄壳拱形结构,基于此建立了该砼衬砌整体结构冻胀破坏的力学模型。【结果】求出了冻胀控制内力及最大拉应力的计算公式,并结合砼板抗裂条件,给出了胀裂部位、衬砌板厚及抗冻胀破坏验算的一系列计算方法。【结论】弧形坡脚梯形渠道砼衬砌结构较梯形渠道法向冻胀力数值小、分布均匀、恢复力大,整体适应变形及抗冻胀能力强,从而优于梯形断面,为弧形坡脚梯形渠道防冻胀设计提供了科学依据。

设垃圾坝填埋场的三楔体滑动分析

提出新建及扩建设垃圾坝填埋场的三楔体极限平衡分析法,给出安全系数的近似解,使得填埋场沿背部、底部及垃圾坝内坡处衬垫界面的三折线型滑动分析大为简化,发现其具有较好的工程适用性。该方法与精度较高的Spencer法所给出的计算结果吻合良好,且能考虑填埋体内摩擦角的影响。研究结果显示,衬垫界面的强度直接影响填埋体沿衬垫界面的稳定性,而填埋场各坡坡度、填埋场高度和宽度以及垃圾坝的高度对安全系数均有较大的影响。对扩建填埋场的分析结果表明,扩建填埋体沿新老场交界面的安全系数较低,在扩建填埋场的设计中应引起重视。另外,扩建填埋场的横向扩建宽度越大,则其界面安全稳定性越好。

弧脚梯形衬砌渠道抗冻胀及水力合理断面的分析

【目的】推导出适宜于季节性冻土区弧脚梯形衬砌渠道的断面形式。【方法】根据冻土力学、水力学、工程力学理论,分析弧脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征,指出对季节性冻土区弧脚梯形渠道最优断面的设计,要从结构抗冻胀和水力学两方面考虑,以砼衬砌体同时满足水力最佳及抗冻胀性能最优为原则,对弧脚梯形渠道断面的最优形式进行推导。【结果】根据工程实践中常用的取值范围,在综合考虑水力最佳断面及砼衬砌板抗冻胀性能最优的基础上,得到最优断面的几何参数,即水力最佳和抗冻胀性能最优的弧脚梯形最优断面为:渠底宽是设计水深的0.53倍,坡脚圆弧半径是设计水深的0.3倍,坡脚圆弧中心角即边坡板的倾角为51°。【结论】此断面形式不但能适应季节性冻土区渠道防渗抗冻胀工程的实践要求,而且便于机械化施工。

一种新的堤坝三维透视模型构建方法及应用研究

提出一种堤坝三维透视模型构建方法.该方法以数字地面模型生成的地形图为基础数据,首先采用标高投影理论,建立堤坝坡脚线的数学模型;然后应用透视投影理论,建立地形与地物相一致的三维透视数学模型,并使建立的模型与VC++OPENGL相融合,实现堤坝的三维透视的实时交互显示.通过实例验证,本方法实用、经济、快捷.

桥式起重机箱形主梁焊缝疲劳寿命研究

以某桥式起重机箱型主梁为研究对象,利用ANSYS软件对其进行静态分析,结果表明该起重机静强度以及静刚度均满足设计要求。依据英国标准BS7608,采用FE-SAFE疲劳软件,对主梁翼缘焊缝疲劳寿命进行分析,得出该起重机主梁下翼缘板与主腹板连接处的翼缘焊缝处疲劳寿命最低。并对该处采用不等边角焊缝模型进行对比分析,结果显示适当增加角焊缝一边的长度,且长边位于翼缘板上时,同一焊缝上两条焊趾处的疲劳寿命均有所提高,有助于改善焊接结构件的抗疲劳性能。

弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏断裂力学模型及应用

为给实际弧形渠道冻胀设计提供一种简单有效的计算方法,应用材料力学方法对渠道砼衬砌冻胀问题进行合理简化,建立了弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀力学模型,并在该模型基础上引入断裂力学,将砼衬砌板断裂视为(Ⅰ+Ⅱ)复合型(张拉型+剪切型)裂缝扩展问题,并利用已有的断裂准则,建立弧形坡脚梯形渠坡、渠底两个部位的冻胀断裂力学模型。实例应用结果表明,所建模型计算的砼衬砌板厚度满足抗冻胀要求,且与实际情况相吻合。

面板堆石坝趾板设计方法探讨

在混凝土面板堆石坝中,趾板是大坝表面防渗体系与地基防渗体系的连接构件,其主要作用是防渗。趾板既是基础灌浆的工作平台,也是周边缝的依托,因此其作用是很特殊的。趾板的特殊地位决定了趾板的设计涉及的因素很多,采用不同的设计方法对这些因素的考虑是不同的。结合典型的具体工程实例,对目前采用的趾板设计的方法、趾板设计中应考虑的相关因素进行了较详细的讨论。认为:以"Y"线作为趾板结构控制线,概念明确,应用方便,且可采用便于施工的平趾板型式;采用"4+X"的趾板设计思想,趾板的设计和基础开挖灵活经济,因此更为科学合理。

采用数值解法的堤坝平面图可视化设计

针对堤坝平面设计图形显示问题,从数字化、数值计算和科学可视化的视角,研究了基于数值解法的堤坝平面设计可视化表达方法,开发出具有参数化功能的堤坝平面可视化辅助设计系统,实现了堤坝坡脚线数值求解及其图形可视化。实例表明,该方法方便、快捷,有助于提高工程设计的效率和质量,可为堤坝平面设计提供一种新的辅助手段和决策信息。

有限元确定沟谷岸坡桥基位置的应用

高陡边坡桥基位置的确定,应遵循桥基荷载对地质体扰动最小的设计原则,即沟谷临空面最大应力影响系数趋于稳定时的桥基位置为最合理位置:先用有限元法计算桥梁布设前后边坡的应力场,求出桥基荷载作用下的应力影响系数,再计算沟谷临空面最大应力影响系数随桥基位置的变化曲线,当曲线趋于稳定时的桥基位置为最合理。通过FLG特大桥实例分析表明,计算结果与该区其他桥梁桥基位置的选择较吻合,验证了基于应力分析法确定高陡边坡的桥基水平安全距离是可行的。

柏叶口水库面板堆石坝趾板结构设计

叙述了柏叶口水库混凝土面板堆石坝的趾板结构设计,并且通过三维几何的方法推导了趾板线与面板倾角的函数关系,同时与采用CAD的三维空间作图法结果进行校核,验证了公式的正确性。

洋鸡山金矿露天中深孔松动控制爆破试验研究

就洋鸡山金矿露天开采中深孔因爆破安全距离小于“国标”规定的200m安全距离,从理论上提出了特定条件下的看法,并从试验研究中得到了应证。研究成果可为同类型相似条件矿山借鉴与参考。

弧脚梯形混凝土衬砌渠道施工技术

结合汾西灌区弧脚梯形混凝土衬砌渠道施工过程,从基面、混凝土衬砌到滑模衬砌机的应用等方面,对混凝土衬砌渠道的施工技术进行了总结归纳。

核电主管道取样管焊缝疲劳开裂案例分析

目的针对某核电机组主管道取样管焊缝水压试验后渗透检测时发现的超标线性显示,分析失效原因,探讨制造期间不常见的疲劳裂纹形成及扩展的机制,分析导致疲劳的交变应力源所在。方法通过宏观分析、金相观察、断口扫描电镜试验。结果材质未见异常,该线性显示为裂纹所致,是疲劳裂纹。结论取样管焊缝焊趾部位多源裂纹不是水压试验所产生的,为水压试验后机械加工去除堵头时,因切削不良使取样管侧焊趾附近承载的交变载荷过量引起的疲劳开裂;疲劳应力主要来自水压试验后取样管堵头切除加工工序,铣削不良是引发疲劳裂纹的关键因素。

弧形坡脚梯形渠道混凝土衬砌技术

介绍了弧形坡脚梯形渠道混凝土衬砌技术在大型灌区节水工程中的实际应用,详细叙述了各工序的施工工艺,对加快施工速度、提高工程质量提出几点意见。

藏东南波堆藏布江流域古乡冰期冰川重建

“古乡冰期”是青藏高原第四纪冰川作用中最具代表性的冰期之一,指代的是倒数第二次冰期,其命名依据来源于藏东南波堆藏布江谷地、保存于古乡一带的终碛-侧碛垄,已有的宇宙成因核素10Be暴露测年结果显示其发生于海洋氧同位素阶段(MIS)6。然而,古乡冰期时波堆藏布江流域冰川作用范围、冰量及平衡线高度(ELA)等关键信息,仍有待进一步研究。结合冰川地貌野外考察、高清遥感影像/卫星照片及绝对数值年龄,对波堆藏布江流域古乡冰期时的冰川作用范围进行了重建,在此基础上结合数字高程模型,运用冰面纵剖面模型对波堆藏布江流域古乡冰期时古冰川进行了数值模拟。结果显示:古乡冰期时流域内冰川的平均厚度约360 m,冰川总面积为2648 km^(2),体积约为953 km^(3),流域内的冰川覆盖率由古乡冰期时的63%缩减至现在的22.4%。此外,运用积累区面积比率(AAR)法和末端-源头高度比率(THAR)法对波堆藏布江流域现代和古乡冰期时的冰川平衡线高度进行了估算。其中,现代冰川ELA为4455 m,基于反距离加权法插值的古冰面高程计算出古乡冰期时ELA为3871 m,比现代ELA低了584 m,古冰川ELA估算结果与前人结果基本一致。

双斜切片段精度控制技术

针对双斜切片段在总组阶段外板开刀、趾端切割、肋板断刀等易带来的大量修正工作及油漆破坏后的打磨问题,在双斜切片段制作时,通过采取对外板的冷热加工控制、线型肋骨的线形控制、曲外板制作时的基础项目控制以及装配过程中关键点的控制,保证双斜切片段的整体精度,降低总组阶段的开刀量,提高总组效率,缩短建造周期。

挖方段坡脚线及坡顶线的测量放样方法初析

针对公路挖方段施工中坡脚线及坡顶线放样的重要性,详细介绍了挖方段坡脚线及坡顶线的几种测量放样方法,探讨了放样方式的选择,以帮助工程技术人员简化施工放样工作,提高施工放样精度。