CN106682327A - 基于bim的大坝实时理论渗压场分布展示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法，该方法包括：通过大坝的三维BIM形体模型，分别构建大坝的上下游面轮廓线；根据大坝的帷幕与排水孔的布置，形成大坝基础面三维表面网格模型，并保留各节点的部位属性；获取设计单位提供的本工程的渗压变化合理系数范围；对网格模型上的每个节点，计算当前水位情况下的渗压值；根据计算的渗压值，对每个对应的网格节点进行赋值；根据赋值的节点渗压值，按1:1的比例构造高程方向位移图；在大坝BIM三维可视化场景中进行位移云图展示。本发明方法利用BIM技术，实现对大坝结构及基岩面进行三维建模，分别形成大坝帷幕以前、帷幕到排水孔之间、排水孔到下游坝面之间的三维模型。

Description

基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法

技术领域

本发明涉及大坝渗压检测与处理，具体为一种基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法。

背景技术

大坝渗流监测与分析是保证大坝结构安全与稳定运行的重要内容。为了减少和控制大坝的承受的渗透压力与扬压力，往往需要在大坝底部基岩中布设一排灌浆帷幕与一排排水孔，实现大坝沿水流方向渗透压力的快速消减，保证大坝结构安全。根据理论公式，帷幕控制点扬压力计算公式为h＝α1(H1—H2)+H2、排水控制点计算公式为h＝α2(H1—H2)+H2，H1为上游水位、H2为下游水位，a1、a2为各个不同坝形确定的合理范围值,可计算出最大、最小的h值，上下游面积各控制点之间的扬压力按分布距离线性变化，实际扬压力在这个范围内即为合理。

传统的理论扬压力分布图，采用二维CAD的方式绘制，只考虑几个典型的水位情况下的扬压力分布，只是典型部位的静态分析，无法动态地实现拱坝当前工作状态下(不同的上、下游水位)下的各个部位的动态扬压力分布情况，无法动态展现理论渗压场与实际监测值的动态对比。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法，该方法包括：

控制线构建，通过大坝的三维BIM形体模型，分别构建大坝的上下游面轮廓线；根据大坝的帷幕与排水孔的布置，分别构造帷幕线、排水线；

三维基础结构面三维建模，等间距依次取上游轮廓线、帷幕线、排水线、下游轮廓线的点，并进行三角化处理，形成大坝基础面三维表面网格模型，并保留各节点的部位属性；

获取大坝当前的上、下游水位高程，获取设计单位提供的本工程的渗压变化合理系数范围；

对网格模型上的每个节点，计算当前水位情况下的渗压值；

根据计算的渗压值，对每个对应的网格节点进行赋值；

根据赋值的节点渗压值，按1:1的的比例构造高程方向位移图；

在大坝BIM三维可视化场景中进行位移云图展示。

本发明中，所述的大坝基础结构面三维模型构建，是在大坝BIM结构模型的基础上等间距自动提取上下游轮廓线，并根据帷幕排与排水洞排的分布，构造形成包含大坝上游到帷幕排、帷幕排到排水洞排、排水洞排到大坝下游三个分区的三维表面模型。所述的理论渗压值计算，是指根据当前大坝上下游的水位，对上游淹没部位以下，分别针对下游淹没高程、下游为淹没高程，当前计算部位的高程，以及设计院给出的具体工程的渗流系数指标带入渗流压力理论公式，得到各个部位的理论渗流分布场。所述的理论渗压值展示，是指对每个结构模型网格节点，根据节点的所述部位类型及高程，根据计算结果进行渗压值的赋值，并根据渗压值进行位移图拟合，展示为位移云图。(按渗压值1:1实现节点位移，并用色彩表示不同的渗压值分布)。

本发明方法利用BIM技术，实现对大坝结构及基岩面进行三维建模，分别形成大坝帷幕以前、帷幕到排水孔之间、排水孔到下游坝面之间的三维模型，根据指定的上下游水位，利用理论公式，对各个部位的三维网格模型节点的扬压力进行计算，形成网格节点数据，进而构造渗透压力分布场，并采用数据可视化技术进行展示。

附图说明

图1为本发明基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法。

图2为基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法获得的第一幅展示示意图。

图3为基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法获得的第二幅展示示意图。

图4为基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法获得的第三幅展示示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法包括：

第一步：控制线构建，通过大坝的三维BIM形体模型，分别构建大坝的上下游面轮廓线；根据大坝的帷幕与排水孔的布置，分别构造帷幕线、排水线；

第二步:三维基础结构面三维建模，等间距依次取上游轮廓线、帷幕线、排水线、下游轮廓线的点，并进行三角化处理，形成大坝基础面三维表面网格模型，并保留各节点的部位属性；获取大坝当前的上、下游水位高程，获取设计单位提供的本工程的渗压变化合理系数范围；

第三步：对网格模型上的每个节点，计算当前水位情况下的渗压值；其中：

上游面水位高程以下的节点的渗压值为当前上游水位值；

下游面水位高程以下节点的渗压值为当前下游水位值；

对帷幕线节点，根据公式h＝α1(H1—H2)+H2计算渗压值；

对排水线上的节点，根据公式为h＝α2(H1—H2)+H2计算渗压值。

根据计算的渗压值，对每个对应的网格节点进行赋值(单位为:米)；

第四步：根据赋值的节点渗压值，按1:1的比例构造高程方向位移图(网格的Z坐标根据当前的渗压值增加对应的数值)。

第五步：在大坝BIM三维可视化场景中进行位移云图展示，展示图如图2、图3和图4所示。

Claims (2)

1.一种基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法，其特征在于，包括：

控制线构建，通过大坝的三维BIM形体模型，分别构建大坝的上下游面轮廓线；根据大坝的帷幕与排水孔的布置，分别构造帷幕线、排水线；

三维基础结构面三维建模，等间距依次取上游轮廓线、帷幕线、排水线、下游轮廓线的点，并进行三角化处理，形成大坝基础面三维表面网格模型，并保留各节点的部位属性；

获取大坝当前的上、下游水位高程，获取设计单位提供的本工程的渗压变化合理系数范围；

对网格模型上的每个节点，计算当前水位情况下的渗压值；

根据计算的渗压值，对每个对应的网格节点进行赋值；

根据赋值的节点渗压值，按1:1的的比例构造高程方向位移图；

在大坝BIM三维可视化场景中进行位移云图展示。

2.根据权利要求1所述基于BIM的大坝实时理论渗压场分布展示方法，其特征在于：

上游面水位高程以下的节点的渗压值为当前上游水位值；

下游面水位高程以下节点的渗压值为当前下游水位值；

对帷幕线节点，根据公式h＝α1(H1—H2)+H2计算渗压值；

对排水线上的节点，根据公式为h＝α2(H1—H2)+H2计算渗压值。