水利水电工程施工仿真与土石方平衡

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出版者:中国水利水电出版社
作者:申明亮
出品人:
页数:159
译者:
出版时间:2007-1
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787508441344
丛书系列:
图书标签:
  • 水利水电工程
  • 施工仿真
  • 土石方工程
  • 土方平衡
  • 工程建设
  • 模拟技术
  • 工程管理
  • 岩土工程
  • 施工技术
  • 工程案例
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具体描述

本书反映了目前水利水电施工过程仿真与土石方平衡调配的最新研究动态,包括水利水电施工过程仿真与料物平衡规划两部分。第一部分为水利水电施工过程仿真,主要内容为施工过程仿真的基本理论、方法,以及仿真技术在混凝土坝、当地材料坝与地下厂房施工过程中的应用。第二部分为料物平衡规划技术,包括系统规划技术,及在场地规划、料场规划、当地材料筑坝、渠道与堤防工程施工中的料物平衡问题解决的理论与具体方法。

本书可供水利水电施工组织设计的工程技术人员使用,亦可供相关专业大学本科及研究生参考使用。

土木工程领域前沿技术探索与实践 图书名称: 现代土木工程结构优化设计与智能建造技术 内容提要: 本书深入探讨了当前土木工程领域中最为关键和前沿的两大主题:结构优化设计理论与智能建造技术的融合与应用。面对日益严苛的工程性能要求、可持续发展的迫切需求以及复杂多变的环境挑战,传统的工程设计与施工模式已显现出局限性。本书旨在为结构工程师、施工管理人员、科研工作者以及高等院校师生提供一套系统、深入且具备前瞻性的技术指南与实践参考。 第一部分:现代土木结构优化设计理论与方法 本部分聚焦于如何利用先进的数学工具和计算方法,实现土木结构从宏观布局到微观材料配置的最优解。优化设计的核心在于在满足所有结构安全、使用性及耐久性约束的条件下,最小化成本、重量或环境影响,或最大化特定性能指标(如抗震、抗风、使用寿命)。 第一章:结构优化设计基础理论与目标函数构建 详细阐述了拓扑优化、形状优化和尺寸优化的基本概念、适用范围及理论基础。重点讲解了如何精确定义工程问题的目标函数和约束条件,包括基于可靠性指标的概率约束处理。引入了材料性能与结构响应的非线性关系在优化过程中的建模方法,例如如何处理材料的弹塑性行为对优化结果的影响。讨论了多目标优化理论,如Pareto最优前沿的确定,以平衡刚度、强度、成本和可持续性之间的矛盾。 第二章:计算优化算法在结构设计中的应用 系统梳理了当前主流的计算优化算法,并针对土木工程的离散性和复杂性进行了深入分析。内容涵盖: 经典算法回顾与改进: 详细解析了梯度法(如牛顿法、共轭梯度法)在线性与非线性结构优化中的收敛特性与局限性。 启发式与元启发式算法: 重点介绍遗传算法(GA)、粒子群优化(PSO)、模拟退火(SA)等在处理大规模、多模态优化问题中的优势。特别关注这些算法在离散变量优化(如梁柱截面选择)中的适应性改进策略。 拓扑优化算法详解: 深入剖析了均匀性密度法(SIMP)和水平集(Level Set)方法在生成具有清晰边界和良好制造可行性的结构形状方面的技术细节与实现难点。 第三章:高性能与新型结构优化设计实例 本章将理论知识与工程实践紧密结合,展示了优化设计在复杂结构中的具体应用: 超高层建筑与大跨结构: 探讨如何通过结构体系优化(如巨型框架、伸臂桁架)和阻尼器布置优化,实现最优的动态响应控制。 预应力结构与组合结构优化: 分析了预应力设计参数(如索力大小、锚固点位置)与结构刚度配平的优化流程。 新型材料结构优化: 针对高性能混凝土(HPC)、钢纤维混凝土(SFRC)以及先进复合材料,研究其材料梯度设计与结构性能提升的耦合优化方法。 第二部分:土木工程智能建造与数字化技术 本部分关注如何利用信息技术、自动化和机器人技术,提升工程建造过程的精度、效率和安全性,实现从设计到施工的无缝对接。 第四章:建筑信息模型(BIM)与数字孪生技术 系统阐述了BIM在工程全生命周期管理中的核心作用。重点不再是基础的BIM建模,而是其在高级应用中的深化: BIM与参数化设计集成: 如何通过API接口将优化设计结果直接转化为BIM模型,实现设计与分析的实时反馈循环。 数字孪生在施工监控中的构建: 讲解如何集成传感器数据、无人机倾斜摄影数据和BIM模型,建立施工现场的动态数字孪生体,用于实时进度跟踪、质量预警及资源调度优化。 第五章:先进施工机器人与自动化装备 本章聚焦于机器人技术在土木工程中的具体应用场景,着重于提高复杂环境下的施工质量和工人安全: 自主化混凝土浇筑与养护系统: 介绍配备视觉导航和智能温湿度控制模块的机器人,用于实现复杂曲面或高位结构的精确浇筑与早期养护过程的自动化控制。 装配式建筑中的精确定位与连接机器人: 探讨用于预制构件吊装、高精度对接和现场焊接/螺栓连接的自动化系统,重点分析了如何解决室外环境下的定位精度保持问题。 地下空间与隧道施工机器人: 涉及管片拼装机器人、地质超前探测与信息采集机器人的技术发展和现场适应性挑战。 第六章:施工过程的智能感知与质量控制 本部分强调将物联网(IoT)、传感器技术与大数据分析应用于施工现场,实现从被动检查到主动预测的转变: 结构健康监测(SHM)在施工阶段的应用: 介绍光纤光栅传感器、应变片在关键受力构件上的植入技术,用于实时监测混凝土水化热、早期强度发展及临时荷载下的结构反应。 基于视觉和深度学习的质量缺陷识别: 讲解如何利用深度学习模型对施工现场拍摄的图像和视频进行分析,自动识别模板缺陷、钢筋保护层偏差、表面裂缝等质量问题,并即时反馈给施工班组。 施工安全与资源管理的智能化调度: 探讨如何利用可穿戴设备和环境传感器数据,结合AI算法,对作业人员的风险等级进行动态评估,并优化机械设备和材料的流转路径,以提高现场物流效率。 结语: 本书旨在促进土木工程设计方法的科学化、智能化,并推动建造过程向高度自动化、数据驱动的方向发展,为实现绿色、高效、安全的现代基础设施建设提供坚实的技术支撑。全书理论阐述严谨,工程案例丰富,是土木工程专业人士提升综合技术水平的宝贵资源。

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读后感

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这本书的书名《水利水电工程施工仿真与土石方平衡》一下子就抓住了我的眼球,仿佛听到了机械轰鸣和水流奔涌的声音。作为一名对土木工程领域略知一二的爱好者,我一直对那些能够解决实际工程难题的科学方法和技术手段深感兴趣。尤其是在水利水电工程这样复杂且对精度要求极高的领域,如何进行科学的施工决策,如何优化资源配置,如何规避潜在的风险,这些都是至关重要的。 我特别关注“仿真”这一概念。在我看来,它意味着一种前瞻性的、预判性的工作方式。在没有这本书的指导之前,我只能通过一些零散的文章或者公开课来了解一些初步的概念。我很好奇,书中会详细介绍哪些具体的仿真模型和算法?它们是如何模拟出不同工况下的施工行为,例如地基的稳定性、施工机械的运行效率、甚至恶劣天气对工程进度的影响?而“土石方平衡”则是一个更具操作性的概念。它不仅仅是简单的数量计算,更包含了对地形地貌的深入分析,以及对挖掘、运输、填筑等各个环节的精细管理。我期待书中能提供一些实用的案例分析,展示如何在实际项目中通过精细的土石方平衡来节约成本、缩短工期,并最终实现工程的绿色可持续发展。总而言之,我希望这本书能为我揭示水利水电工程施工背后更深层次的科学原理和实践智慧。

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《水利水电工程施工仿真与土石方平衡》这个书名,听起来就充满了一种严谨而又充满挑战的学术氛围。我一直认为,现代工程技术的发展,很大程度上依赖于科学的模拟和精细化的管理。尤其是在水利水电工程这种规模宏大、技术复杂的领域,任何一个小小的失误都可能导致巨大的损失。因此,能够通过仿真技术来预测和规避风险,通过精密的土石方平衡来优化施工方案,对于确保工程的顺利进行至关重要。 我个人对“仿真”技术在工程领域的应用非常感兴趣。在我看来,它不仅仅是简单的模型复现,更是一种思维方式的转变,是从“边做边看”到“事前预演”的飞跃。我希望书中能详细阐述各种主流的仿真软件及其在水利水电工程中的具体应用,例如如何通过数值模拟来分析岩土体的变形和稳定性,如何预测水流对建筑物的影响,以及如何模拟不同施工方案对整体进度的影响。而“土石方平衡”这个概念,则直接触及到了工程造价和资源利用的核心。我好奇书中会如何讲解如何进行准确的土石方量计算,如何在保证工程质量的前提下,实现土石方的优化配置,例如通过就地取材、减少运输损耗等方式来降低成本。我相信,这本书能为我打开一扇了解复杂工程项目如何从规划到实施的科学化、智能化过程的窗口,并且提供一些实用的方法和工具。

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《水利水电工程施工仿真与土石方平衡》这个书名,在我看来,就如同给复杂工程的“心脏”进行了定位,点明了其核心的技术脉络。一直以来,我对于那些能够将理论知识转化为实际工程效益的技术都抱有浓厚的兴趣。特别是在水利水电工程这样集科学性、技术性、经济性于一体的领域,精密的计算和周全的规划是成功的基石。 我非常渴望了解“仿真”这项技术在具体工程实践中的应用。在我看来,它不仅仅是一种辅助工具,更是一种前瞻性的决策机制。我希望书中能够深入浅出地介绍,究竟有哪些先进的仿真软件和技术能够被应用于水利水电工程的施工过程?它们如何模拟出各种复杂的物理现象,例如地下水的渗流、土体的应力分布,甚至施工过程中的动力效应?以及这些仿真结果如何为实际施工提供有力的指导和支持。而“土石方平衡”这个概念,则直接关联着工程的经济效益和资源利用效率。我期待书中能够提供一套严谨的计算方法和优化策略,指导如何准确地估算土石方量,如何在保证工程质量和安全的前提下,实现土石方的最佳调配,例如如何利用就地取材来降低运输成本,如何通过科学的填筑方式来提高稳定性。我相信,这本书能够为我勾勒出一幅关于如何运用科学技术来高效、经济地完成复杂水利水电工程的清晰蓝图。

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这本书的名字听起来就很有吸引力:《水利水电工程施工仿真与土石方平衡》。光是这两个词——“仿真”和“平衡”——就勾勒出一幅宏大的工程图景。我一直对那些能够化繁为简、让复杂过程变得可视化、可控化的技术充满好奇。想象一下,在建造一座雄伟的水坝之前,我们能在电脑里模拟出每一个环节,预演可能出现的各种问题,甚至精确计算出需要挖掘和填充多少土石方,才能达到最理想的状态。这不仅仅是技术,更是一种智慧的体现。 在学习过程中,我曾无数次被那些庞大的工程案例所震撼,但同时也隐约感到,在这些宏伟的背后,一定隐藏着无数精密的计算和周密的计划。这本书的出现,恰好填补了我对这种“幕后英雄”般的技术的认知空白。我尤其关心“仿真”这个部分,它究竟是如何将现实世界的物理规律、材料特性甚至施工过程中的不确定性都纳入考量的?又有哪些先进的软件工具能够实现如此逼真的模拟?而“土石方平衡”则直接关系到工程的经济性和效率,如何才能在满足工程需求的同时,最大限度地减少不必要的开挖和填筑,降低成本,甚至实现就地取材、循环利用,这都是我非常期待从中找到答案的问题。我相信,这本书不仅仅是为工程师们提供的技术指南,更是为每一个对大型工程建设过程有好奇心的人打开了一扇通往智慧之门的窗口。

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听到《水利水电工程施工仿真与土石方平衡》这个书名,我就联想到那些在图纸上纵横交错的线条,以及那些在现实中拔地而起、气势恢宏的工程。我一直觉得,在这些伟大的成就背后,一定凝聚了无数工程师的智慧和汗水,也离不开先进的科学技术作为支撑。这本书的名字,就直接点出了两个关键的技术环节:施工仿真和土石方平衡。 我对于“仿真”部分尤其充满期待。在我有限的认知里,仿真是一种能够将复杂的工程过程在虚拟环境中进行模拟和推演的技术。我非常想知道,书中会详细介绍哪些类型的仿真技术?它们是如何模拟出水流的动力学特性、岩石的力学行为、甚至是大型施工设备的作业过程?又有哪些先进的算法和模型能够实现如此逼真的模拟效果?而“土石方平衡”则是我一直以来比较关注的一个实际问题。在大型工程中,土石方量的计算和调配直接影响到工程成本和工期。我希望书中能够提供一套系统性的方法,教我如何精确地计算土石方量,如何进行合理的调配,以达到最优化的效果。例如,是否能通过仿真技术来辅助土石方平衡的决策,从而减少不必要的运输和浪费?总而言之,我期待这本书能够为我揭示水利水电工程施工过程中那些“看不见”的科学计算和智慧决策。

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