[發明專利]水工混凝土結構溫度仿真一致性檢驗方法及其檢驗系統

在審

• 申請號: 202210569957.2
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN114861279A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 周秋景;劉毅;王玉孝;柴東;王倫;胡銀濤;蘆永政;程恒;雷崢琦;賈凡;段軍邦;沈元信;徐耀
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;青海黃河上游水電開發有限責任公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G01N25/00;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 四川省方圓智云知識產權代理事務所(普通合伙) 51368
• 代理人: 嚴曉玲

本發明提供一種水工混凝土結構溫度仿真一致性檢驗方法和系統，包括以下步驟：步驟一：混凝土實際溫度測點獲取；步驟二：混凝土實測溫度獲取；步驟三：仿真計算溫度測點獲取；步驟四：仿真計算測點溫度獲取；步驟五：測點溫度一致性驗證標準；步驟六：測點溫度一致性檢驗；步驟七：區域溫度一致性檢驗；步驟八：整體溫度一致性檢驗；步驟九：當上述溫度測點、區域溫度、整體溫度均滿足一致性要求時，溫度仿真結果與實測溫度是一致的。本發明提供一種水工混凝土結構溫度仿真一致性檢驗方法及其檢驗系統，屬于水利水電技術領域。

技術領域

本發明提供一種水工混凝土結構溫度仿真一致性檢驗方法及其檢驗系統，屬于水利水電技術領域。

背景技術

水工混凝土結構在水利水電工程中廣泛應用，如拱壩、重力壩、渡槽、水閘、堆石壩面板等，一般具有體積大、抗裂安全性能要求高、運行期長的特點，尤其是混凝土壩運行期一般要求100年以上。為確保工程安全建設和運行，需要從結構設計、材料性能、建設質量、運行管理等各個方面進行控制，盡可能減少混凝土開裂，延長使用壽命。典型的，一是從結構設計和材料性能上進行改善，如進行結構形式優化，選擇合理的分縫分塊，優化混凝土配合比，添加改善混凝土性能的外加劑等；二是從施工質量上進行控制，加強施工和養護管理，確保混凝土澆筑和振搗質量，保證混凝土澆筑塊強度均勻，減少質量缺陷和混凝土開裂；三是掌握真實的混凝土結構受力和應力狀態，及時采取措施，避免混凝土開裂，典型的做法是仿真分析方法，全過程模擬混凝土結構施工、運行過程，得到混凝土應力分布和變化規律。基于上述措施，大壩、水閘、渡槽等各種建筑物大規模建設，取得了巨大的進步，但隨著社會對工程結構安全要求的不斷提高，現有管控手段存在明顯不足，國家十四五規劃明確提出“智慧水利”建設，提高管控能力，其中數字孿生水利工程是重要部分。數字孿生水利工程中混凝土結構安全分析主要采用數值仿真分析技術，代表性的如有限元仿真分析，在各種工程中得到廣泛應用，但相同工程類型甚至同一工程，在不同仿真方法、軟件或者計算分析人員計算時，不可避免會得到不一樣的結果，需要確認仿真分析結果同工程真實監測是否一致、不同仿真軟件對同一方案仿真結果是否一致、同一仿真軟件多次仿真結果是否一致等。

目前，國內外關于水工混凝土結構溫度仿真的研究成果非常豐富，如文獻《大體積混凝土溫度應力與溫度控制》、《碾壓混凝土壩溫度應力仿真計算研究》等，但溫度仿真一致性檢驗的研究缺乏，一致性檢驗主要是定性比較，即將計算溫度曲線與實測溫度曲線在圖上畫出，定性判斷是否一致，存在很大的主觀性和任意性。大型水利工程測點眾多，邊界條件復雜，導致仿真結果不一致的因素眾多，僅憑定性分析難以保證數字孿生水利工程“高保真度”的要求，且通過曲線對比，效率低下。

發明內容

本發明提供一種水工混凝土結構溫度仿真一致性檢驗方法和系統，以解決仿真溫度與監測溫度一致性檢驗標準缺乏的問題，確保仿真精度并提高檢驗效率。

本發明第一方面，提供一種水工混凝土結構溫度仿真一致性檢驗方法，包括：

步驟一：混凝土實際溫度測點獲取。為進行溫度仿真結果一致性檢驗，首先需要獲取混凝土結構溫度測點位置，并按照一定的規則定義坐標。

在已建混凝土結構中，獲取現有溫度測點，在溫度測點不足時，需要補充溫度測點；

在待建或在建階段，可按照一定規則部署溫度測點，準確監測混凝土溫度分布和變化規律。測點應涵蓋結構表面至內部中心位置，準確反映結構溫度梯度變化情況，不同類型溫度邊界位置應分別布置測點。

步驟二：混凝土實測溫度獲取。通過數據采集、傳輸，獲取測點實測溫度數據，并存儲至存儲設備中，標記為第一數據集。

實測溫度獲取應滿足精度和頻度要求，不同階段、不同建筑物和不同部位可以有所不同。典型的，可選的，如溫度監測誤差不大于0.5℃，溫度采集頻率達到每小時采集一次。

溫度監測應可以實現加密采集。