[发明专利]一种拱坝温度应力与横缝工作性态的智能控制方法及装置

说明书

本发明提供一种拱坝温度应力与横缝工作性态的智能控制方法及装置，方法包括：获取施工现场的监测数据；根据所述监测数据进行有限元仿真计算来模拟拱坝的温度应力和横缝工作性态；基于所述温度应力和所述横缝工作性态确定智能优化策略；根据所述智能优化策略控制混凝土拱坝的温度应力和横缝工作性态。本发明能够实现以温度应力与横缝工作性态为调控目标的多目标优化，有效解决了拱坝施工至运行全过程中温度应力与横缝工作性态同时调控的问题，保证了结构安全、充分发挥了材料性能、提升了施工效率。

技术领域

本发明涉及混凝土拱坝技术领域，具体涉及一种拱坝温度应力与横缝工作性态的智能控制方法及装置。

背景技术

拱坝由于其安全性、适应性方面的优势被广泛应用。拱坝属于典型的大体积混凝土结构，在温度荷载作用下极易开裂，尤其是特高拱坝基础复杂、水推力巨大、应力水平高、安全稳定要求极高，其施工期温控防裂问题被认为是特高拱坝建设最具挑战的三大难题之一。拱坝横缝灌浆质量决定拱坝能否顺利成拱，横缝适时张开且开度满足灌浆要求对于保证拱坝施工进度、整体性、安全性有至关重要的作用。因此，要实现拱坝“安全、高质、高效”建设，就要解决施工期的坝块温度应力与横缝工作性态调控的难题。

针对拱坝的温控防裂和横缝工作性态，施工时主要是对拱坝的温控防裂进行控制，拱坝的横缝工作性态还处于理论研究阶段。例如：围绕混凝土拱坝温控防裂问题，现有技术中有冷却通水技术、温度应力数值仿真技术、基于温度荷载下混凝土破坏机理的混凝土热力学性能预测模型和基于监测反馈控制系统。围绕拱坝横缝工作性态问题，是对横缝在特定荷载下的响应情况进行研究，或者基于工程数据对于横缝张开行为进行研究，未从控制的角度实现对横缝工作性态调控。

目前，现有技术主要以温度为目标进行控制，尚不能完全、同时解决温度致裂和拱坝横缝适时张开。因此，如何协调拱坝横缝开合与坝体抗裂的需求，实现拱坝“安全、高质、高效”建设，是亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种拱坝温度应力与横缝工作性态的智能控制方法及装置，能够完成拱坝温控防裂与横缝工作性态调控的优化，实现拱坝施工过程中保证结构安全，提升施工效率。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种拱坝温度应力与横缝工作性态的智能控制方法，包括：

获取施工现场的监测数据；

根据所述监测数据进行有限元仿真计算来模拟拱坝的温度应力和横缝工作性态；

基于所述温度应力和所述横缝工作性态确定智能优化策略；

根据所述智能优化策略控制混凝土拱坝的温度应力和横缝工作性态。

其中，所述监测数据包括：拱坝结构参数、材料热力学性能、边界条件和冷却通水系统工作参数中至少一种。

其中，所述基于所述温度应力和所述横缝工作性态确定智能优化策略，包括：

判断所述温度应力和所述横缝工作性态是否满足预设的优化目标；

若所述温度应力和所述横缝工作性态满足所述优化目标，则确定所述优化目标对应的策略为智能优化策略。

其中，若所述温度应力和所述横缝工作性态不满足所述优化目标，还包括：

将温度应力、横缝工作性态和优化目标输入至预设的神经网络模型，以使所述神经网络模型输出优化后的待检测策略；

判断所述温度应力和所述横缝工作性态是否满足所述待检测策略，若满足则确定待检测策略为智能优化策略。

其中，所述根据所述监测数据进行有限元仿真计算来模拟拱坝的温度应力和横缝工作性态，包括：