中国西部で200～300メートル級の高ダム建設が加速する中、コンクリートダムの温度管理やひび割れ防止が重要な課題となっている。永続的な「亀裂のないダムはない」現象には、最新のコンピューティング技術、材料科学、インテリジェントな管理システムによる革新的なブレークスルーが必要です。これにより、「デジタル ダム」（データ取得とシミュレーション分析）から「スマート ダム」（自動制御とリアルタイムの意思決定）への移行が促進され、高層ダムのライフサイクル全体の安全管理が可能になります。
1.1 ミックスの最適化:
減水剤とフライアッシュによる水和熱の低減（投与量40%～60%）。
温度応力補償用の MgO ベースのセメント。
1.2 先端材料：
低発熱ポルトランドセメント（高フェライトセメントなど）は、高強度コンクリートと温度制御の間の矛盾を軽減します。
多成分セメント質材料により、カスタマイズされた高性能コンクリートが可能になります。
1.3 課題:
フルグレーディング試験片の引張強さは、湿式ふるい分け試験片のわずか 51% ～ 61% です。
現在の規格の安全係数は依然として過度に保守的です。
2.1 有限要素解析:
成熟した動的建設シミュレーション技術 (例: 学者 Zhu Bofang のチームによる SAPTIS ソフトウェア)。
2.2 アルゴリズムの改善:
拡張層アルゴリズムと異種要素法による計算効率の向上。
2.3 パラメータの制限:
断熱温度上昇と弾性率モデルでは、以下を完全に考慮できません。
後期の飛灰の水和熱。
温度履歴の影響。
3.1 改訂された安全係数:
湿式スクリーニングされた試験片は耐亀裂性を過大評価しています (例: Xiaowan プロジェクトの安全係数: 0.927)。
更新された規格では、1.5 ～ 2.0 の安全係数が必要になりました。
3.2 温度勾配の最適化:
基礎温度差: ローラー圧縮コンクリートダムは規定の制限を超えています (例: 龍潭プロジェクト: 16°C)。
層間温度差: 注ぐブロックの長さに基づいて動的に調整します。
内部と外部の温度差：寒波によるひび割れを防ぐための一年中断熱。
4.1 伝統的な方法:
冷却パイプ、低温注水、表面断熱（亀裂のない三峡ダムなど）。
4.2 革新的な戦略:
「総合的な温度制御 + 長期断熱」の哲学 (Zhu Bofang)。
破壊力学によって最適化された冷却プロトコル。
5.1 デジタルからスマートへの移行:
インテリジェント冷却: IoT センサーを使用したリアルタイムの流量/温度調整。
自動モニタリング: 手動データ入力を同期したストレス/温度ログに置き換えます。
5.2 安全性評価のイノベーション：
真の挙動シミュレーション: SR メソッド (フルプロセス シミュレーション + 強度低減) により残留応力と非線形勾配を組み込みます。
ライフサイクルモニタリング: 動的安全性評価のためのリアルタイムデータとシミュレーションを統合します。
| カテゴリ | 主要な問題 | 提案された解決策 |
|---|---|---|
| 材料/パラメータ | 熱パラメータの変動が大きい。完全にグレーディングされた試験片データが不十分 | 長期使用可能な精密測定装置を開発する。グラデーション効果を定量化する |
| モデリング | 既存のモデルは温度履歴と飛灰の水和遅れを無視します | 温度依存性の水和モデルを確立する。自己変形を検証する |
| スマートテクノロジー | 手動によるデータ収集の遅延。未熟なインテリジェント冷却システム | 自動データ収集を促進します。分野を超えた研究開発コラボレーションを促進する |
| 規格 | 静的温度制限 (例: 15 ～ 20°C の層間差) | 注ぐブロックの長さを考慮した動的な標準を開発する |
材料科学:
カスタマイズされたコンクリートの熱パラメータ設計。
低発熱セメントの工業規模の生産。
スマートシステム:
AIによる温度制御モデル。
全自動冷却装置。
安全性評価：
真の行動シミュレーション プラットフォーム。
コードにおける SR メソッドの標準化。
規制の最新情報:
フルグレードのコンクリートひび割れ耐性規格。
適応型温度制御フレームワーク。
この研究では、高層ダムの温度制御戦略を体系的に検討し、「亀裂のないダムはない」というジレンマに対する究極の解決策として「スマート ダム」を位置づけています。材料、アルゴリズム、インテリジェント制御、および真の挙動シミュレーションの相乗的な進歩により、300 メートルクラスのダムのライフサイクル全体の安全管理が実現可能になります。これらのイノベーションは、中国の超高層ダムプロジェクトに重要な理論的および技術的サポートを提供すると同時に、インテリジェントな水力工学の世界的なベンチマークを確立します。
BGT ハイドロメットは、DAMS のインテリジェントな知覚安全監視の分野に注力しており、雨水状況およびダムの安全監視サービスのために中国で 3,000 近くの小規模貯水池の建設に参加し、貯水池の洪水制御の発信、予測、および早期警報のための正確な情報保証を提供しています。
