基于CATIA的心墙堆石坝施工仿真建模理论与技术

摘要

心墙堆石坝施工往往投资巨大，施工情况复杂，涉及到土石方的规划、施工填筑作业、场内交通运输状况、开挖和运输机械的合理配置以及施工导流等。心墙堆石坝施工同时也受到天气等外部自然环境的影响，施工过程具有较强的随机性和动态性，难以通过建立简单的数学模型进行分析，也很难通过简单的二维图纸或图表数据描述复杂的施工状况，以及及时发现堆石坝施工过程中的冲突等问题。因此，如何将施工仿真技术与三维可视化相结合，将施工过程更全面、真实、形象地展示出来，形成动态的堆石坝施工过程仿真，用以辅助堆石坝施工管理，从而为堆石坝施工组织设计、进度控制、项目管理提供决策依据，是十分必要的。
　　心墙堆石坝的施工管理水平对于提高堆石坝的建设水平有很大的影响，堆石坝的施工动态仿真能为堆石坝的施工管理提供有力支持。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，但是系统中三维模型不易被修改，且提供的施工信息量有限。针对这些问题，本文将CATIA引入到心墙堆石坝施工仿真建模中，提出了以CATIA为基础的堆石坝施工动态仿真4D模型的构架。首先在CATIA平台上建立水利水电工程的施工场景，关键技术包括骨架设计技术、参数化技术、知识工程技术和设计过程模块化技术等，并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，利用二次开发技术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；最后以某心墙堆石坝为例，建立了基于CATIA的心墙堆石坝施工仿真4D模型及系统平台，实现了堆石坝施工过程的三维动态表达；利用3D XML为数据转换技术实现了基于B/S的堆石坝施工4D模型的远程交互。为堆石坝施工管理提供重要理论与技术支持。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 国内外研究现状的总结

1.4 主要研究内容与结构

第二章 基于CATIA的心墙堆石坝施工仿真模型与建模技术

2.1 面向设计阶段的心墙堆石坝施工仿真的模型

2.2 基于CATIA的心墙堆石坝三维建模技术

2.3 基于CATIA建立三维模型的建模流程

2.4 本章小结

第三章 心墙堆石坝施工过程4D仿真的原理和方法

3.1 基于CATIA的心墙堆石坝施工过程动态仿真的构架

3.2 基于二次开发技术的心墙堆石坝施工过程4D仿真的实现流程

3.3 网络环境下的心墙堆石坝施工过程动态仿真的构架

3.4 本章小结

第四章 工程应用

4.1 工程概况

4.2 心墙堆石坝施工仿真计算与分析

4.3 基于CATIA的心墙堆石坝施工过程4D仿真

4.4 网络环境下的心墙堆石坝施工过程动态仿真

4.5 本章小结

第五章 结束语

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢