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關鍵詞:圖形學;發展;應用
1計算機圖形學的發展
計算機圖形學是利用計算機研究圖形的表示、生成、處理,顯示的科學。經過30多年的發展,計算機圖形學已成為計算機科學中最為活躍的分支之一,并得到廣泛的應用。1950年,第一臺圖形顯示器作為美國麻省理工學院(MIT)旋風一號——(Whirlwind)計算機的附件誕生.該顯示器用一個類似示波器的陰極射線管(CRT)來顯示一些簡單的圖形。在整個50年代,只有電子管計算機,用機器語言編程,主要應用于科學計算,為這些計算機配置的圖形設備僅具有輸出功能。計算機圖形學處于準備和醞釀時期,并稱之為:“被動式”圖形學。
2計算機圖形學在曲面造型技術中的應用
曲面造型技術是計算機圖形學和計算機輔助幾何設計的一項重要內容,主要研究在計算機圖象系統的環境下對曲面的表示、設計、顯示和分析。它肇源機、船舶的外形放樣工藝,經三十多年發展,現在它已經形成了以Bezier和B樣條方法為代表的參數化特征設計和隱式代數曲面表示這兩類方法為主體,以插值(Intmpolation)、擬合(Fitting)、逼近(Ap-proximation)這三種手段為骨架的幾何理論體系。隨著計算機圖形顯示對于真實性、實時性和交互性要求的日益增強,隨著幾何設計對象向著多樣性、特殊性和拓撲結構復雜性靠攏的趨勢的日益明顯,隨著圖形工業和制造工業邁向一體化、集成化和網絡化步伐的日益加快,隨著激光測距掃描等三維數據采樣技術和硬件設備的日益完善,曲面造型在近幾年來得到了長足的發展。
2.1從研究領域來看,曲面造型技術已從傳統的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接,擴充到曲面變形、曲面重建、曲面簡化、曲面轉換和曲面位差。
曲面變形(DeformationorShapeBlending):傳統的非均勻有理B樣條(NURBS)曲面模型,僅允許調整控制頂點或權因子來局部改變曲面形狀,至多利用層次細化模型在曲面特定點進行直接操作;一些簡單的基于參數曲線的曲面設計方法,如掃掠法(Sweeping),蒙皮法(skinning),旋轉法和拉伸法,也僅允許調整生成曲線來改變曲面形狀。計算機動畫業和實體造型業迫切需要發展與曲面表示方式無關的變形方法或形狀調配方法,于是產生了自由變形(fFD)法,基于彈性變形或熱彈性力學等物理模型(原理)的變形法,基于求解約束的變形法,基于幾何約束的變形法等曲面變形技術和基于多面體對應關系或基于圖象形態學中Minkowski和操作的曲面形狀調配技術。
2.2從表示方法來看,以網格細分(Sub-division)為特征的離散造型與傳統的連續造型相比,大有后來居上的創新之勢。而且,這種曲面造型方法在生動逼真的特征動畫和雕塑曲面的設計加工中如魚得水,得到了高度的運用。
3在計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)的應用
這是一個最廣泛,最活躍的應用領域。計算機輔助設計(ComputerAidedDesign,CAD)是利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力,輔助知識勞動者進行工程和產品的設計與分析,以達到理想的目的或取得創新成果的一種技術。它是綜合了計算機科學與工程設計方法的最新發展而形成的一門新興學科。計算機輔助設計技術的發展是與計算機軟件、硬件技術的發展和完善,與工程設計方法的革新緊密相關的。采用計算機輔助設計已是現代工程設計的迫切需要。CAD技術目前已廣泛應用于國民經濟的各個方面,其主要的應用領域有以下幾個方面。:
3.1制造業中的應用。CAD技術已在制造業中廣泛應用,其中以機床、汽車、飛機、船舶、航天器等制造業應用最為廣泛、深入。眾所周知,一個產品的設計過程要經過概念設計、詳細設計、結構分析和優化、仿真模擬等幾個主要階段。同時,現代設計技術將并行工程的概念引入到整個設計過程中,在設計階段就對產品整個生命周期進行綜合考慮。當前先進的CAD應用系統已經將設計、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個系統內。現在較常用的軟件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD應用系統,這些系統主要運行在圖形工作站平臺上。在PC平臺上運行的CAD應用軟件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各種因素,目前在二維CAD系統中Autodesk公司的AutoCAD占據了相當的市場。
3.2工程設計中的應用。CAD技術在工程領域巾的應用有以下幾個方面:①建筑設計,包括方案設計、三維造型、建筑渲染圖設計等。②結構設計,包括有限元分析、結構平面設計、框/排架結構計算和分析等。③設備設計,包括水、電、暖各種設備及管道設計。④城市規劃、城市交通設計,如城市道路、高架、輕軌等。⑤市政管線設計,如自來水、污水排放、煤氣等。⑥交通工程設計,如公路、橋梁、鐵路等。⑦水利工程設計,如大壩、水渠等。⑧其他工程設計和管理,如房地產開發及物業管理、工程概預算等。
3.3電氣和電子電路方面的應用。CAD技術最早曾用于電路原理圖和布線圖的設計工作。目前,CAD技術已擴展到印刷電路板的設計(布線及元器件布局),并在集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路的設計制造中大顯身手,并由此大大推動了微電子技術和計算及技術的發展。
3.4仿真模擬和動畫制作。應用CAD技術可以真實地模擬機械零件的加工處理過程、飛機起降、船舶進出港口、物體受力破壞分析、飛行訓練環境、作戰方針系統、事故現場重現等現象。在文化娛樂界已大量利用計算機造型仿真出逼真的現實世界中沒有的原始動物、外星人以及各種場景等,并將動畫和實際背景以及演員的表演天衣無縫地合在一起,在電影制作技術上大放異彩,拍制出一個個激動人心的巨片。
3.5其他應用。CAD技術除了在上述領域中的應用外,在輕工、紡織、家電、服裝、制鞋、醫療和醫藥乃至體育方面都會用到CAD技術。CAD標準化體系進一步完善;系統智能化成為又一個技術熱點;集成化成為CAD技術發展的一大趨勢;科學計算可視化、虛擬設計、虛擬制造技術是CAD技術發展的新趨向。
關鍵詞:電廠;土建施工;問題;措施
中圖分類號:TM62文獻標識碼: A
引言
由于社會以及科技的快速發展,目前城市化建設的主要元素之一就是土建工程,在這樣的形勢下,施工單位就一定要完成好土建工程施工質量管理等相關工作,同時要將不同方面的管理,比如工程進展、安全以及質量都要有效融入到施工單位的管理系統中。否則,只要沒有做好土建工程施工質量管理等工作,就會影響到其施工計劃乃至整個工程的質量安全,進而阻礙工程項目總體施工管理工作,有時還會對工程的應用功能以及結構安全造成負面影響。
一、土建施工中存在的主要問題
1、規劃不完善,進度控制不嚴謹
工作時間和總體的進度是工程建設中首要考慮的兩大問題,有關部門根據其制定總體的規劃,然后一步一步進行實施,確保工程建設安全且有序的進行。改革開放以來,我國的土建施工也緊跟時代的步伐,主要包括總包和分包模式。這個模式的特點是參與方的隊伍比較大,環節相對來講比較復雜,不利于有關進度規劃中遇到的問題進行及時溝通,進而影響施工項目的進度。因此,針對這個缺點,在施工前,應該首先考慮其施工項目的進度,這就需要有關部門和工作人員事先做好科學布置,合理規劃。在實際生活中,對于分包過程,如果沒有明確其施工的進度,則有可能造成工期的延誤,則不能保證總規劃的實施。這種現象則會影響工程的投資效益,大大降低整體工程效益。
2、技術和質量控制不足
施工技術無論是設計階段,還是對于施工階段來講,都占有十分重要的位置,施工技術與工程的質量、效率、總體效果密不可分,僅僅相依。然而,在施工過程中常常會出現一些技術指標上的問題,例如有關材料方面的問題、技術上的缺陷、施工人員的操作不當等這些不穩定的因素。這些技術指標上的不穩定的因素與監督工作息息相關,它們往往會導致監管漏洞的出現。土建工程施工技術涉及范圍比較廣,包括不同的專業和工種,其中技術問題也具有復雜性和多樣性的特點。因此,要減少技術上的不足往往要做到以下幾點。第一、要重視對主要技術問題的監理與控制;第二、要注重材料方面的管理;第三、后勤方面的重要性也不容忽視;第四、要注重外界因素的影響。
3、管理漏洞,機械材料管理混亂
土建施工具有綜合性,涉及的范圍比較廣,例如機械和材料方面,其中二者在土建施工中占有很高的地位。土建施工在管理上往往存在著一系列的漏洞。例如,施工現場的管理不完善,進而導致機械材料的不完善。這主要包括施工車輛或者施工材料放置的位置不對,隨意擺放,前者隨意放置會影響其他車輛的通行,不僅容易導致機械的意外破壞,而且容易發生事故;后者則會導致施工材料不能及時得到供應,也會出現浪費材料現象,給工程主體帶來經濟損失。
4、不夠重視安全,存在諸多安全隱患
安全問題一直以來是非常受關注的話題,經常會聽到“安全第一”的口號,因此要做到減少事故的發生。在當今社會,土建工程的安全問題非常嚴重。我們知道,礦業發生事故的概率很高,而土建施工行業事故發生率緊隨其后,這對工人的身心安全問題構成了很大的威脅。造成這種現象的原因是由于我國土建施工部門管理上存在著諸多的漏洞,具體表現在以下幾點。第一、對安全不夠重視,安全生產資金不能及時到位,保障制度沒有得到落實,第二、政府監管力度不大,辦事效率慢,法律法規方面沒有做出相應的處罰,導致土建工程存在著很多的安全隱患。
5、土建工程中的裂縫問題
裂縫在鋼筋混凝土結構澆筑過程中經常會遇到,發生裂縫的地方主要是墻面和地面兩大部分。對于墻面裂縫而言,貫穿性裂縫具有常見性和嚴重性兩大特點,導致這種現象出現的原因主要包括以下四個方面,第一、不同的材料,其線膨脹系數不同,溫度的突然變化容易產生裂縫;第二、砌體截面的變化以及應力變化,這主要導致窗下口八字縫和窗間墻的水平縫上;第三、由于溫差引起的水平方向的推力,這主要導致整體現澆屋蓋下方產生水平縫;第四、由于地基基礎不均勻沉降產生的斜裂縫。而地面裂縫產生的原因表現在:第一、設計上的失誤,導致板厚不夠以及鋼筋間距過大;第二、由于住宅的面積加大,導致板四周受力不均勻,板角鋼筋布置不合理;第三、一些直接的原因,例如施工的天氣影響、混凝土質量以及養護、模板支撐的強度、拆模的時間、鋼筋保護層與樓面管線復雜等。
二、控制土建施工管理的有效措施
1、科學規劃,加強進度控制
在工程施工之前,要對工程進行整體設計,設計出科學合理的規劃方案,保證項目建設過程中的順利進行。項目的按時完成,既可以提高投資效益,最大程度保證和拓展投資者的回報率,又可以在最短時期內完成施工進度,提高施工單位在同行業中的信譽度和競爭力。
2、嚴格控制原材料和機械質量
原材料是工程最基礎的東西,工程的質量在很大程度上依賴于原料的質量。因此,施工過程中要嚴把原料質量關,對于不合規格的產品要及時提出并予以替換,避免因原材料而引發重大的質量問題。在土建工程中,人工,材料,水電等是工程造價的主要組成部分,其中最重要的是材料費用,占所有費用的一半以上。因此,在使用過程中必須加強對材料的檢查和管理,以延長使用年有限,提高機械的使用效率。施工過程中,我們可以參照以下幾點進行管理和改正:
(1)施工前,施工單位要根據此次施工的具體項目和預算資金擬定切實的原料和機械類型,在保證資金充足的前提下選用高質量的原料機械。
(2)施工不是一個單一的作業,而是很多部門相互協調完成的,因此,相互之間要合理配合,對原料合理使用,以免造成原料的浪費。
(3)工程一般耗時較長,施工的環境有可能比較復雜,如在鬧市區人員繁多,環境雜亂,因此,要加強場地內物品的監管,防止重要物品丟失耽誤工期。
(4)制定行之有效的監管制度,對機械的使用者進行登記,材料按照一定的順序進行堆放。
(5)為了減少材料的損失,要做好防雨防水措施。
3、要建立健全質量責任制
一個好的工程項目既包括工程的設計實施,也包括工程的監督。因此,施工過程中必須責任明確,各負其責。一旦發現施工或者監督單位有犯法行為,要及時加以勸阻,情節嚴重者加以法律的制裁。對相關的責任人和責任主體,要建立相關的政策法規,建立賞罰分明的制度和運行體系,減少施工過程中的違法亂紀行為,保證施工順利開展。
4、重視安全,解決隱患
安全是施工過程中應當加以注意的作重要的問題,不良的施工程序和個人行為都會導致嚴重的安全事故問題,此類事件在近些年的施工過程中屢有報道。因此,為了解決施工者和行人的安全隱患,可按照以下幾點進行整改:
(1)加強對施工者的安全教育,施工者上崗之前要進行一定的安全知識培訓,從思想上提高安全意識。
(2)建立相關的保證制度,比如施工者進入作業場地必須佩帶安全帽,對佩帶不合格或者沒有佩帶的人員給予教育甚至是經濟處罰。
(3)施工單位要在場地及其周圍設置一定的安全保障條件,如調價防護欄,給高空作業者佩帶安全繩索等。
5、重視技術創新.提高施工技術水平
我國的項目管理與世界其他國家像比較,起步晚,經驗落后,發展水平不高。因此,在施工的過程中無論是施工設計還是施工技術都與世界先進水平有一定的差別,我們也面臨著新的機遇和挑戰。我們要在現有的管理基礎上,充分發揮本國優勢,努力汲取其他先進國家的管理水平;同時,也要注意創新,提高勞動者的專業素質和水平,學習先進設備和先進理論的學習。
結束語
在電廠土建工程施工過程中,只有很好地完成了施工管理等工作,才能一方面提升施工工序銜接效率,確保施工順利進行,另一方面防止返工,保證施工安全以及質量。不難看出,在管理土建工程項目的過程中,必須重視施工質量管理等相關工作。在施工期間,對負責施工的相關人員自身專業素質要求很高,不能忽視預控工程施工的能力,尤其是對那些很有可能發生返工以及導致質量問題的施工工序以及部位,要在施工期間相互配合、找出存在的問題并共同解決,進而確保土建工程施工質量管理的順利進行。所以,負責施工的相關人員一方面要全面了解本專業設計的具體內容,另一方面還要熟悉電廠工程不同專業的工藝以及施工流程,只有這樣,才會完成好土建工程施工質量管理等一系列工作,進而保證工程項目質量管理的順利進行。
參考文獻
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長期以來粗粒料引起的工程地質問題一直是全球性的難題。粗粒料的研究興起于20世紀50年代后期,隨著世界各國高土石壩工程的興建,粗粒料被廣泛應用,隨著我國大型工程的廣泛興建,也不可避免的遇到了粗粒料特性問題,由于粗粒料具有物質組成的不均一性、顆粒破碎性、剪脹性、濕化性以及較強滲透性等諸多工程特性,加之巖土體中裂隙雜亂分布,使得各種大型粗粒料填筑工程顯得異常困難。擬建場地位于強風化巖層出露區,根據“填挖平衡、就地取材”的原則,填筑材料必然要采用挖方區粉質粘土與強、中風化巖組成的粗粒料。雖然各相關行業都對其進行了一定的研究,但尚處于初期階段,并不十分成熟,在民航領域還沒有專門研究。而且機場粗粒料高填方與土石壩工程仍有很大的區別,有些經驗也不適用。另外粗粒料造成的破壞是長期的、反復的和潛在的,而機場的建設周期又比較短,擬建機場工程填挖方高度均比較大,所以對于該工程而言,可能會遇到如下問題:1)粗粒料的工程特性;2)機場高填方地基的穩定與變形(沉降與差異沉降);3)高填方和深挖方邊坡的穩定性;4)填挖交界面的處治。
2對存在巖土工程問題的分析
2.1粗粒料的工程特性工程填筑材料采用挖方區粉質粘土與強、中風化泥巖組成的粗粒料,其工程特性決定了存在如下巖土工程問題:1)粗粒料的級配。由于粗細顆粒的不均一性,在填筑體粗粒料中,泥巖、砂巖的大顆粒作骨架時,細料粉質粘土充填孔隙,充填愈好,土體密度愈大,其抗剪強度愈高,沉陷變形愈小;反之,則沉陷變形大,不利于巖土體工程的穩定性。泥巖作為填料時,破碎粒徑指標、填充粉質粘土的粘度特征、粘粒含量、粗細粒的比例關系等對高填方工程至關重要,應進行重點研究。2)泥巖的遇水軟化和崩解。該工程粗粒料主要由泥巖組成,泥巖在一定的應力狀態下浸水后,由于顆粒間被水以及顆粒礦物浸水軟化,顆粒發生相互滑移、破碎和重新排列,導致巖體軟化;當水貫入泥巖的孔隙、裂隙中時,細小巖粒的吸附水膜便會增厚,部分膠結物會被軟化或溶解,從而引起巖石顆粒的崩裂解體,產生巖土體變形失穩,使得控制地表沉降以及高填方邊坡穩定性顯得異常困難,因此研究泥巖遇水軟化和崩解性對本工程的建設尤為重要。3)粗粒料的蠕變特性。粗粒料大多采用人工爆破等方法開采出來,往往存在很多微裂隙,加之棱角尖銳、填筑高,在高圍壓條件下產生蠕變,巖土體會沿著破裂面破碎,宏觀上表現為開裂、折斷或整塊斷裂等形式的顆粒破碎,從而引起高填方沉降變形以及邊坡失穩等一系列巖土工程問題。4)粗粒料的強滲透性。粗粒料具有強滲透性,降水能較快的入滲填筑體,這在一定程度上加快了高填方破壞失穩的進程。因此應研究粗粒料的滲透特性,為坡面、道面的防水和排水設計方案提供依據。5)粗粒料的施工工藝。如何控制粗粒料填筑施工質量,如何確定其施工參數及采用哪種方法和控制指標對填筑體質量進行檢測也是該工程存在的一個重要問題。
2.2高填方變形沉降變形是高填方工程中普遍存在,又沒得到很好解決的問題,由于擬建機場工程填方高(預計最高達45m)、荷載大且填料具備顆粒破碎性、剪脹性、遇水軟化崩解、蠕變、強滲水性等諸多工程特性,地面沉降控制難度極大。如何去監測,如何埋傳感器,在哪些位置埋設能夠有效的監測,采取哪些措施既能經濟有效、又能降低總沉降量和工后沉降量,是本機場工程建設的另一核心技術難題。
2.3高邊坡的穩定性高填挖邊坡穩定性是一個必須重視的問題,包括挖方區、填方區兩部分。對于挖方邊坡,由于場地地形復雜,自然坡度陡,高差大,開挖卸荷對邊坡穩定性影響較大,加之巖土體強風化、膠結程度低、節理裂隙發育等特性,一旦降水沿裂隙入滲,極易導致邊坡滑動破壞,因此,需對其進行研究。對于填方邊坡,由于本身填筑高,同時粗粒料具有顆粒不均一性、泥巖遇水軟化、蠕變、強滲透性等工程特性,在外界誘發因素(降水、地震、施工振動等)的作用下,極可能引發失穩等巖土工程問題;因此,需要進行深入研究,采用不同的穩定性分析方法,探索粗粒料工程特性對邊坡穩定性的影響程度,確定合理的填筑體邊坡坡比。同時,擬建場區位于地震高發區,抗震設防烈度為8度,考慮到該工程的重要性需提高1度設防,即按9度考慮。因此,需高度重視地震工況下邊坡的穩定性。
2.4填挖交界面的處治受地形地貌的限制,該機場建設中存在多處填挖方交界面,不可避免的面臨填挖交界的處治問題。從總體上看,填挖交界處具有材料或結構的不一致性,在縱向上剛度出現差異,加之原地層是傾斜的,一旦工程處治不當,極易產生不均勻沉降、填挖交界處發生偏移,甚至滑動破壞,對于填挖交界的有效處治問題是該機場建設中亟待解決的又一個難題。
3巖土工程問題的解決方案
3.1解決方案由于該項目場地巖土工程條件的復雜性,僅靠室內試驗參數進行數值計算及分析是不能滿足要求的,通過現場試驗與室內研究相結合的方案,結合實際工程,采用室內試驗、現場試驗、原位監測、理論分析與數值模擬相結合的手段,對該機場工程存在的巖土工程問題進行綜合研究,是解決問題的最佳途徑。
3.2試驗研究的技術路線該處理方案的技術路線概括為:首先開展文獻調研,收集資料,對研究現狀、類似實例進行調查分析,尋求突破點進行初步研究;其次對粗粒料高填方工程技術方案進行初步論證,確定粗粒料高填方工程試驗研究方案;再次進行粗粒料的工程特性試驗及高填方穩定性理論分析,根據分析展開現場試驗段研究,包括現場的模型試驗、檢測及監測等;并在此基礎上探討粗粒料工程特性的分析方法與處理對策,提出與粗粒料工程特性相適應的高填方問題的處理對策,通過高填方變形監測,對地基的穩定性做出準確評價,同時提出控制高填方沉降變形的工程措施,預測高填方的工后剩余沉降量,對研究結果進行初步總結,得出初步結論,進行粗粒料加筋處理與土方設計,待土方工程結束后對全場重要部位進行變形監測,并對試驗段的監測數據進行處理分析,同理論分析及數值計算進行比較,驗證所提出的分析方法與工程處理對策方法,必要時予以修正;最后編寫試驗研究總結報告。總技術路線如圖1所示。
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