Просмотры: 0 Автор: Редактор сайта Время публикации: 5 мая 2025 г. Происхождение: Сайт
В связи с ускоренным строительством плотин высотой 200–300 м в западном Китае контроль температуры и предотвращение трещин в бетонных плотинах стали критически важными задачами. Устойчивый феномен «нет плотин без трещин» требует инновационных прорывов с помощью современных компьютерных технологий, материаловедения и интеллектуальных систем управления. Это способствует переходу от «цифровых плотин» (сбор данных и анализ моделирования) к «умным плотинам» (автоматическое управление и принятие решений в режиме реального времени), что позволяет полностью управлять безопасностью жизненного цикла высоких плотин.
1.1 Оптимизация микса :
Снижение теплоты гидратации за счет понизителей количества воды и летучей золы (доза 40–60%).
Цемент на основе MgO для компенсации температурных напряжений.
1.2 Дополнительные материалы :
Низкотемпературный портландцемент (например, высокоферритный цемент) смягчает конфликты между высокопрочным бетоном и контролем температуры.
Многокомпонентные цементирующие материалы позволяют изготавливать высокоэффективные бетоны по индивидуальному заказу.
1.3 Проблемы :
Предел прочности полноценных образцов составляет всего 51–61% от образцов, подвергнутых мокрому скринингу.
Текущие коэффициенты безопасности в стандартах остаются чрезмерно консервативными.
2.1 Конечно-элементный анализ :
Развитая технология моделирования динамического строительства (например, программное обеспечение SAPTIS, разработанное командой академика Чжу Бофана).
2.2 Улучшения алгоритма :
Повышенная вычислительная эффективность за счет алгоритмов расширенного уровня и методов гетерогенных элементов.
2.3 Ограничения параметров :
Модели адиабатического повышения температуры и модуля упругости не могут полностью учесть:
Тепло гидратации поздней стадии летучей золы.
Эффекты температурной истории.
3.1 Пересмотренные факторы безопасности :
Образцы, подвергнутые мокрому скринингу, завышают устойчивость к растрескиванию (например, коэффициент безопасности проекта Сяовань: 0,927).
Обновленные стандарты теперь требуют коэффициента запаса 1,5-2,0.
3.2 Оптимизация температурного градиента :
Базовая разница температур : бетонные плотины, уплотненные роликами, превышают допустимые нормы (например, проект Лонгтан: 16°C).
Межслойная разница температур : Динамическая регулировка в зависимости от длины заливочного блока.
Разница внутренних и внешних температур : круглогодичная изоляция для предотвращения трещин от холода.
4.1 Традиционные методы :
Трубы охлаждения, низкотемпературная заливка, изоляция поверхности (например, плотина «Три ущелья» без трещин).
4.2 Инновационные стратегии :
Философия «Комплексный контроль температуры + долговременная изоляция» (Чжу Бофан).
Протоколы охлаждения, оптимизированные с помощью механики разрушения.
5.1 Переход от цифрового к интеллектуальному :
Интеллектуальное охлаждение : регулировка расхода/температуры в реальном времени с помощью датчиков Интернета вещей.
Автоматический мониторинг : замена ручного ввода данных синхронизированной регистрацией напряжения/температуры.
5.2 Инновации в оценке безопасности :
Настоящее поведенческое моделирование : учет остаточных напряжений и нелинейных градиентов с помощью метода SR (полное моделирование процесса + снижение прочности).
Мониторинг жизненного цикла : интеграция данных в реальном времени с моделированием для динамической оценки безопасности.
| Категория | Ключевые проблемы | Предлагаемые решения |
|---|---|---|
| Материалы/Параметры | Большие вариации тепловых параметров; неадекватные полноценные данные об образце | Разработать долгосрочные прецизионные измерительные устройства; количественно оценить эффекты градации |
| Моделирование | Существующие модели игнорируют историю температур и задержку гидратации летучей золы. | Создание температурно-зависимых моделей гидратации; подтвердить аутогенную деформацию |
| Смарт Технологии | Задержки при сборе данных вручную; незрелые интеллектуальные системы охлаждения | Содействие автоматизированному сбору данных; способствовать междисциплинарному сотрудничеству в области исследований и разработок |
| Стандарты | Статические пределы температуры (например, разница между слоями 15-20°C) | Разработать динамические нормативы учета длины заливочного блока |
Материаловедение :
Индивидуальный расчет тепловых параметров бетона.
Промышленное производство низкотемпературных цементов.
Умные системы :
Модели контроля температуры на основе искусственного интеллекта.
Полностью автоматизированное холодильное оборудование.
Оценка безопасности :
Настоящие платформы поведенческого моделирования.
Стандартизация метода СР в кодах.
Нормативные обновления :
Полноценные стандарты трещиностойкости бетона.
Адаптивные системы контроля температуры.
В этом исследовании систематически рассматриваются стратегии контроля температуры для высоких плотин, позиционируя «умные плотины» как окончательное решение дилеммы «нет плотины без трещин». Благодаря синергетическим достижениям в области материалов, алгоритмов, интеллектуального управления и реального моделирования поведения становится возможным управление полным жизненным циклом плотин класса 300 м. Эти инновации обеспечивают критически важную теоретическую и техническую поддержку для проектов строительства сверхвысоких плотин в Китае, одновременно устанавливая глобальный эталон интеллектуальной гидротехники.
BGT Hydromet занимается интеллектуальным мониторингом безопасности восприятия DAMS. Мы участвовали в строительстве почти 3000 небольших резервуаров в Китае для мониторинга состояния дождевой воды и безопасности плотин, обеспечивая точную информационную гарантию для диспетчеризации, прогнозирования и раннего предупреждения по борьбе с наводнениями в водохранилищах.
