海堤非稳定渗流场渗透参数反演分析

针对受到快速涨落潮位作用的海堤进行非稳定渗流有限元分析,在此基础上结合实测渗压序列构建目标函数对海堤的渗透参数进行反演研究.反演中采用分层搜索技术,先由逐步扫描法确定出渗透参数一个合理的小区间,再用一阶梯度优化方法在该小区间上进行迭代优化以获得合适的渗透参数.以反演得到的渗透参数进行海堤非稳定渗流数值模拟,算例表明,计算及反演步骤合理可行,模拟计算得到的渗压结果与实测序列在数值和动态变化规律上都取得了理想的拟合效果.     

海堤渗压监测因果模型基本结构和因子选择

为揭示海堤渗压规律以及与主要影响因素间的关系，并建立安全监测因果模型、实现对海堤状态的实时监控，以监测数据为基础，对海堤实测渗压、潮位和降雨记录以及存在的因果关系加以分析，确定了海堤渗压因果监测模型的基本结构；采用统计距离比较方法选取合理的初选前期潮位因子，提出反映降雨量和降雨持续作用时间的降雨因子形式，并加入时效因子，以实测数据建立了海堤渗压监控因果模型.结果表明，该因果模型具有良好的拟合、预测效果.     

移动降雨时空分布对坡面产流的影响

降雨的时空分布是影响坡面水文响应的重要因素之一。本文结合实测物理模型实验数据与基于物理概念的数值模型Intergrated Hydrology Model(InHM)研究降雨的时空分布对坡面产流的影响。利用收集到的实测物理模型数据对数值模拟结果进行参数率定、验证后,再分别对均匀与非均匀分布降雨条件下的坡面产流情况进行数值模拟,通过分析两者间的模拟结果的差异,可以定量化地研究降雨时空分布对坡面产流所产生的影响。研究结果表明:均匀空间分布与不均匀空间分布降雨引起的坡面产流存在相当大的差别,由降雨空间分布的不均匀性带来的产流峰值的变化差距可以超过40%;也验证了在降雨移动产生的时间变化下,产流峰值随着移动方向与坡面方向间角度的增大而逐渐减小。     

海堤渗压多测点径向基函数监测模型的建立

为综合多测点监测信息建立海堤渗压预测模型，揭示其受海洋潮位等因素影响的复杂而特殊的变化规律，以径向基函数(RBF)神经网络为建模工具，采用前期潮位因子、积分型降雨因子、时效因子构建模型输入层，对符合条件的多个渗压测点进行综合训练、预测.同时根据海堤渗压特点，对建模中RBF网络的计算中心选取方法加以探讨，进而结合模糊C均值聚类算法确定计算中心.以浦东海堤实测资料实现了该模型建立的具体过程，取得理想效果，并给出了应用建议.     

海堤设计风浪和设计潮位组合风险率分析

风浪和潮位是海堤设计的关键因素,为保障海堤工程的安全性并使工程设计更为经济合理,基于Clayton Copula连接函数建立了潮位和风浪联合分布函数,以此构建了风浪和潮位组合设计风险分析模型,提出了考虑风险率模式下的风浪和潮位组合设计方法.以深圳市赤湾海域为例,分析了1971～2002年实测水文资料,获得了风浪和潮位组合风险率.结果显示：深圳赤湾海域大潮与大风同时遭遇的概率小,采用同频率设计偏于安全;而所建模型充分考虑到了风浪和潮位这种遭遇的特性,对风浪和潮位遭遇工况的合理设计具有指导意义,也为沿海城市海堤设计参数的确定提供了一种技术手段.     

库水位骤降时坝体渗流场及坝坡稳定性分析

为了研究水位骤降时影响上游坝坡稳定性的因素,模拟坝坡在水位骤降时的渗流场及稳定性变化。基于土体渗透性,材料的非线性特性及水位下降率,利用有限元法对库水位变化下的渗流场进行瞬态分析,得出的自由水面线和孔隙水压力耗散等结果应用于上游坝坡稳定性分析,坝坡稳定分析采用极限平衡法。实例分析表明:计算区域渗流场变化滞后于水位下降的时间;坝体渗透系数越小,水位骤降对其稳定性的不利影响越显著;水位下降速率越大,上游坝坡稳定性降低越快。     

海堤渗压周期特征分析及其在神经网络监测模型中的应用

海堤渗压监测序列是反映堤身状况与规律的重要信息,为把握海堤渗压序列变化特点、进行有效分析预测,对浦东海堤实测渗压曲线进行了广泛分析,归纳出其多周期变化的特征,并从谐量分析角度给出针对周期特征变化的渗压监测模型因子,结合神经网络特点,提出相应的神经网络监测模型输入层单元形式,以广义回归神经网络为例建立监测模型,以监测资料和实例说明多周期特征对监测分析的作用,以及与神经网络模型相结合的具体应用．     

长江口深水航道工程南导堤越堤通量时空变化数值研究

在长江口北槽深水航道工程的背景下,以实测地形资料为基础,利用FVCOM,模拟南导堤越堤水流的时空变化.通过对越堤流过水断面通量的计算,分析工程前后越堤流的时空变化规律.导堤丁坝的修建,使得南北槽之间的水动力条件显著改变,工程之后,横向水流净通量指向北槽,且量值较大.越堤水流的沿程分布,以导堤转角为界,上半段逐渐减小,下半段逐渐增大,上半段净通量小于下半段;越堤流的净通量,在季节上变幅不大,在潮周期内呈周期性波动,净通量与潮位呈良好的线性相关.     

桥梁地下结构对堤防渗流分布规律的影响分析

当建设跨越河流的设施时,建设在堤防附近的设施基础会对堤防渗流场的分布规律产生影响.为了确保堤防稳定性及长期安全运行,有必要对建设设施基础前、后堤防的渗流场进行分析.采用三维有限元数值模拟方法对某堤防建设大桥基础前、后进行了稳定-非稳定渗流有限元分析,计算结果表明:桥梁基础对渗流场的影响不大,堤身渗流逸出点的渗透坡降变化很小,各个土层的渗透坡降变化相差不超过4%,建设桥梁不会显著影响堤防的渗流稳定性.     

强潮河口海岸冲蚀对海堤安全的影响研究

采用杭州湾北岸典型冲蚀岸段——华电灰坝大堤堤前高分辨率的地形资料,分析了该岸段近年来的岸滩变化,并通过建立长江口杭州湾波浪数学模型,结合相关设计规范计算了该岸段现状地形下的波浪要素,分析了不同滩地冲蚀深度对堤前波浪要素、海堤设防高度和外坡护面的影响.计算结果表明,在200年一遇设计标准下,随着堤前滩地的冲蚀,平均波高和波周期变化不大,但波长和H_(1%)显著增加,导致波浪爬高增加、大堤设防标准下降,其中波长增加是导致波浪爬高增加的主要原因.此外,随着滩地的冲蚀,外坡护面的设计厚度显著增加,在实际设计中应充分考虑安全富余度.     

库水位骤降情况下均质库岸边坡稳定性分析

大坝建成蓄水之后,由于水位的抬高,引起边坡地下水渗流状态发生较大的改变,并有可能引发滑坡等岩土工程失稳现象的发生。本文采用GEO-SLOPE及SEEP/W耦合分析了岸坡在水位骤降情况下岸坡内的渗流场分布以及安全系数的变化。结果表明:在水位骤降的过程中,岸坡体产生了向临空面渗透;库水位骤降过程中,安全系数快速减小,当水位下降到最低水位保持不变时,上游岸坡安全系数出现了随时间逐渐增加的趋势。     

浅谈南日海堤消浪加固工程措施

南日海堤外临台湾海峡外开敞水域,水深浪大。海堤建成后,多次遭受台风浪袭击,毁坏严重。97年海堤修复以后采用反弧形防浪墙、消浪墩消浪,"三面包"防护,堤脚、外坡平台加固措施,效果较为显著。     

坡面水位下降对非饱和土质边坡稳定性影响的有限元分析

坡面水位下降会在土坡内部产生渗流,同时也会提升土体强度和有效应力水平,前者对土坡安全不利,而后者对土坡安全有利。在分析非饱和土质边坡稳定问题时,须同时考虑瞬态渗流和土体强度变化。这两个因素共同受到土体渗透系数、坡面水位降幅与水位降速的影响。有限元分析表明,土坡的瞬时安全系数在坡面降水位过程中呈先下降后上升的趋势。土坡的最危险状态出现在水位下降前期。水位下降速度越大,土坡最危险状态出现的时间越早,安全系数也越低,这一特点在渗透性差的土坡中尤为显著。渗透性差的土坡其最危险状态安全系数较小,恢复至初始安全系数时所需的时间也较长。根据土体的渗透性选择合理的水位降速区间可避免土坡的稳定性出现过大削弱。     

不同雨型循环作用下边坡渗流场及稳定性分析

降雨是影响边坡稳定性的最主要因素之一。本文以江西省某堤防边坡为研究对象,基于饱和-非饱和渗流理论,针对以往研究较少关注的不同雨型下边坡渗流及稳定性变化,采用Geo-studio模拟均匀、后峰、骤缓、循环降雨等工况,通过SLOPE/W和SEEP/W模块分析不同雨型下的边坡渗流场及安全系数演变规律。计算结果表明：不同雨型对该边坡稳定性影响排序为：骤缓型＜后峰型＜中峰型＜前峰型＜均匀型;降雨入渗条件下,循环后峰、循环均匀的孔压变化滞后性强于其他雨型,距坡表越远处孔压变化滞后性越强;相同循环条件下不同周期内各雨型对边坡的影响均存在差异且各周期差异不同。     

海堤渗压神经网络分布模型的建立及规律分析

为有效揭示海堤渗压的分布特征,掌握其在临海工作环境下的特殊规律,在利用神经网络建模优点的同时,采用多测点渗压监控信息,并将测点坐标因素加入到输入层,综合前期潮位因子、积分型降雨因子、时效因子,形成海堤渗压神经网络安全监控分布模型结构,以实测信息进行建模训练计算;在获得合理训练结果基础上,根据输入层因子补充插入坐标样本,获得不同位置的渗压模型值及渗压分布曲线.文中以广义回归神经网络为例,结合浦东海堤实测资料,以实例说明以上述方法在神经网络不提供显式的情况下,建立可获得分布曲线的监控模型,并以此对海堤渗压分布规律特色加以分析.     

含施工裂缝隧道穿越段堤防渗流和稳定分析

某长江隧道穿越江北大堤,堤身出现施工贯穿式裂缝,且累计沉降较大。考虑长江大堤堤身不同深度施工裂缝对堤身渗透稳定及堤坡抗滑稳定的影响,建立隧道穿越段大堤渗流有限元模型和边坡稳定分析模型,采用饱和-非饱和渗流有限元法和瑞典圆弧法,计算分析历史最高水位条件下不同深度裂缝堤防的渗流性态和堤坡稳定性。计算结果表明:深层搅拌桩对堤防渗流和稳定均有利;贯穿式裂缝对裂缝周围地层的渗流场影响较大,但当裂缝深度小于8.5 m时,堤身与堤基的最大渗透坡降分别为0.206和0.181,均小于相应材料的允许渗透坡降值,堤防渗透稳定能满足要求;贯穿式裂缝位置和深度对堤坡稳定影响显著,当裂缝深度为8.5 m时,两个不同裂缝位置的堤防抗滑稳定安全系数分别为2.419和1.844,当裂缝深度小于8.5 m时,经过深层搅拌桩加固处理后,堤坡稳定能满足要求。     

库水位升降对边坡内渗流场的影响

针对库水位升降过程中岩质边坡内渗流场的变化影响工程稳定性的问题,以四川雅安大岗山水电站右岸边坡V-V横剖面为对象,研究库水位变化时边坡内孔隙水压力和渗流场的变化规律。结果表明:边坡坡表孔隙水压力及渗流矢量受库水位升降的影响较大,而深部岩体孔隙水压力及渗流矢量受库水位变化的影响在一定时间内是有限的,并滞后于坡表;边坡内形成近似定常流后,坡体内大部分区域内岩体的渗流场趋于稳定,但不良地质结构面(卸荷裂隙带、断层等)处渗流速度仍很大。     

考虑黏聚力与内摩擦角的变坡面 浅埋偏压隧道围岩压力计算方法

为了研究变坡面浅埋偏压隧道中黏聚力与内摩擦角对围岩压力的影响规律,基于极限平衡法求解变坡面浅埋偏压隧道深、浅埋侧推力,进而推导出变坡面下独立考虑黏聚力与内摩擦角的围岩压力计算方法,通过与规范公式以及既有文献对比分析,验证了文章所提方法的合理性,并探讨了深埋侧水平侧压力系数的影响因素.结果 表明:水平侧压力系数随地面坡角的增加逐渐增大,随夹角(岩土体)的增加呈现先减小后增大的趋势,随黏聚力与内摩擦角的增加逐渐减小.此外,黏聚力的分算有利于考虑环境因素(如降雨)引起的岩土体力学参数(黏聚力)急剧变化带来的不利影响;而内摩擦角对隧道深埋侧水平侧压力系数影响较大,表明将内摩擦角进行分算对围岩压力计算具有重要意义.相关研究成果可为类似变坡面浅埋偏压隧道结构设计提供理论依据.     

反向渗流力对土坡的稳定性影响

用有限单元法研究了反向渗流力对土坡稳定安全系数的影响,结果显示土的强度指标组合和坡比对向渗流力影响不明显,而上、下游水位差成为显的影响因素,当水位差与堤身高度的比例达70％是,考虑反向渗流力将使安全系数提高25％以上。     

海堤公路拓宽工程中新建路堤对老海堤沉降的影响

通过在海域中海堤公路拓宽工程的典型断面埋设沉降监测仪器,研究新建路堤在建设过程中对老海堤公路的影响。实测结果表明:老海堤公路左、右两侧路肩在新建路堤建设过程中会产生较大的沉降,且左、右路肩的沉降差异较大,易产生裂缝。用Plaxis有限元软件模拟分析表明,模拟结果与实测值有较高的一致性,新、老海堤公路下均产生了水平位移,老海堤公路最大位移量0.5 m,新建路堤最大位移量达0.8 m,两者位移方向相反。拓宽海域海堤公路设计时应对这些位置的差异沉降采取适当修正措施。