civil3d在水利工程中的應用

1相關綜合設計軟件auto黃海是世界上最新的三維程序之一。autocivil3d基于該平臺，集運輸、土地開發、水保護項目等專業集成軟件。該軟件是一款面向土木工程設計與文檔編制的建筑信息模型(BIM)解決方案,可根據專業需要進行專門定制,它的三維動態工程模型有助于快速完成道路工程、場地、雨水/污水排放系統以及場地規劃設計。所有曲面、橫斷面、縱斷面、標注等均以動態方式鏈接,可更快、更輕松地評估多種設計方案、做出更明智的決策并生成最新的圖紙。2civil3d節水項目的設計2.1水庫樞紐工程概況新疆THH水庫位于烏魯木齊市及昌吉市以南,距離兩市均約40km處的TH河中游,是一座以防洪、灌溉為主,結合城鎮生活供水、工業供水等綜合利用的中型水庫。水庫樞紐工程由攔河壩、放水涵洞、泄水隧洞、溢洪道、工業引水系統及下游分水樞紐等組成。水庫設計總庫容2030萬m3。工程等級為Ⅲ等,主要建筑物級別為3級。2.2建立三角網地形曲面Civil3D中地形曲面的創建有多種方法,實際工程中,可根據勘測資料簡便快捷地生成地形曲面。借助曲面簡化工具,充分利用航拍測量的大型數據集以及數字高程模型。本文利用原始地形資料,采用原始地形點或等高線通過“創建曲面-定義-等高線(或點文件)”的命令流添加等高線(或點文件)來生成地形曲面。可將曲面作為參考,創建與源數據保持動態關系的智能對象。建立三角網地形曲面后,通過軟件中自帶的“對象查看器”功能查看三維地形曲面。項目區三維地形曲面如圖1所示。圖1能夠真實直觀地反映項目區的地勢、坡度、高層等信息。當地形曲面建立后,還可根據生成的地形曲面進行坡度、高程、匯流分析。地形坡度分析見圖2。從圖1和圖2可以看出,地形坡度分析與三維地形曲面情況吻合。此外,該軟件還可以用來進行流域產匯流分析、確定庫區容積和水面面積等。2.3水庫周邊的建模2.3.1壩體基礎開挖放坡根據地質勘查資料在地形曲面上確定壩體軸線位置,通過“創建縱斷面圖”命令生成壩體軸線位置處的縱斷面圖(圖3),該圖為設計者提供地形參考,設計者可根據地形確定壩基基礎開挖位置、深度和邊坡系數。本工程中壩基開挖深度、樁號位置及邊坡系數如圖3所示。基礎開挖線確定后,需要確定放坡長度,并沿開挖線方向進行放坡。壩體軸線和壩基放坡線都需賦予高程值才可進行放坡。壩體軸線和壩基放坡線位置見圖4。通過“創建放坡工具”對壩基進行放坡,放坡目標可選擇高程、相對高程或距離,需要注意需將最后一條放坡線的放坡目標選定為曲面才能將創建的放坡放到地形曲面上,才可以和地形曲面結合,否則會形成填挖樣式的曲面。壩基開挖曲面見圖5。2.3.2壩體曲面結合面現狀采用壩基開挖中創建放坡的方法對大壩主體結構進行放坡,放坡后用“分析”工具中的“曲面之間的最小距離”提取地形曲面與壩體曲面的交線,將壩體曲面多余部分修剪掉。修剪后的大壩主體與地形曲面結合情況見圖6。需要注意Civil3D從2010版以后,放坡沒有提供放置平坡的功能,因此在遇到壩頂和馬道等平坡放置的情況時,筆者根據實踐情況,建議大家采用0.0001的坡比,近似成平坡。坡比選擇保留小數點后4位,如果位數過多,軟件會提示錯誤強制關閉。2.3.3填挖方體積分析在壩基開挖和大壩主體創建完成后,可利用Civil3D強大的計算功能提取壩基開挖土方量和壩體填筑土方量。選中任意一個曲面,工具欄中會出現“三角網曲面”選項卡,依次選擇“體積面板-創建新體積曲面”并在對話框中選擇基準曲面和對照曲面完成體量分析。基準曲面就是以該曲面為基礎平臺,在此基礎上進行填挖方計算。開挖方體積計算結構有2種表達方式,一種是“生成填/挖方報告”,另外一種是“插入填/挖方概要”,第一種形式可以粘貼到EXCEL表格中,第二種形式可以插入CAD圖形中,便于各種需求的編輯。填挖方體量計算結果見圖7。軟件計算結果于筆者手算計算結果基本一致。該軟件可以用于水利工程中壩基開挖與壩體填筑的體量分析計算。3cilit在水利工程中的應用前景本文以新疆某水利工程土石壩壩體建模為例,用實例驗證了AutoCADCivil3D對于工程設計與分析具有動態高效的特點,得到了較好的效果。Civil3D在壩體建模中的主要優點和在水利工程中的應用前景主要有以下幾點:(1)Civil3D提供了多種定義與生成曲面對象的方法,對地形數據的要求不僅局限于傳統的等高線和高程點,更加多元化。(2)Civil3D是以AutoCAD為平臺開發的一款新型計算、展示軟件,包括AutoCAD的全部功能,同時還可以三維動態展示模型效果。(