某浆砌石重力坝坝顶位移观测资料回归分析

坝顶位移为重力坝重要的变形指标,影响坝顶位移的主要因子包括上游库水位、温度和时效。建立了包含上游水压、温度和时效因子的浆砌石重力坝坝顶位移观测资料分析的统计回归模型,并在某水电工程浆砌石重力坝坝顶位移监测资料的分析中得到应用。工程实例表明,建立的重力坝坝顶位移统计回归模型对观测数据的拟合效果较好,数学模型的分析结果表明,坝顶位移测值的变幅趋于稳定,表明坝体变形已经接近于稳定状态,即坝体变形的不可恢复位移增量已很小,测值主要随温度周期性变化。     

初始裂缝对重力坝地震响应特性的影响

初始裂缝对重力坝抗震安全性的影响不可忽视,甚至成为控制结构安全储备和破坏模式的关键因素.将水平集方法应用到初始裂缝界面的描述及加强单元类型的判别,并与扩展有限元相结合,通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,描述裂缝的扩展.基于扩展有限元算法研究了不同位置深度和倾角的初始裂缝对重力坝地震全过程中动力性态、最终破坏模式和缝面动力行为的影响.结果表明:坝顶水平向位移波动幅值、缝面的张合及最终滑移状态均随着初始裂缝深度的增大而增大;初始缝倾角并不作为坝体最终破坏模式的控制因素,坝体的最终破坏形态主要受坝体在地震作用中的应力场条件控制;倾斜向上初始缝一定程度上抑制了开裂路径的发展,对坝体的地震危害最小.     

联立SBFEM与PSO-LSSVM的混凝土重力坝综合弹性模量快速反演方法

针对混凝土坝综合弹性模量常规反演法效率低及其有限元正分析受限于网格划分等问题，提出一种联立比例边界有限元法（SBFEM）和粒子群算法优化最小二乘支持向量机（PSO-LSSVM）的重力坝综合弹模快速反演方法．通过分析混凝土重力坝坝体综合弹模与水平位移的映射关系，在构建重力坝综合弹模反演方程基础上，建立基于MALTAB平台的重力坝结构比例边界有限元模型，并利用PSO-LSSVM算法对大坝结构正分析结果学习训练获取其反演参数．经实例考证表明，该方法无论其数值结果精度还是计算效率皆有所提升，同时克服了大坝结构常规反分析受制有限元奇异单元等先天缺陷影响，实现重力坝结构性能等效参数快速识别，为混凝土坝变形性能监测提供新的思路．     

长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离研究

坝顶垂直位移是反映混凝土重力坝变形的重要指标,通过对长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移观测数据整编与分析,建立逐步回归分析模型,分析大坝坝顶垂直位移变化规律,结果表明,温度分量是影响坝顶垂直位移的主要因素,水压分量和时效分量是影响坝顶垂直位移的次要因素。希望可以为行业内混凝土重力坝坝顶垂直位移分析提供参考。     

重力坝水平位移监测模型及工程应用

在对影响重力坝水平位移的主要因素进行分析基础上，建立了包含库水位、温度、时效分量的重力坝水平位移监测模型。通过某实际工程重力坝坝顶水平位移监测数据的分析，验证了所建立的监测模型的适用性和有效性。     

基于ABAQUS的碾压混凝土重力坝三维非线性静力分析

为更好地解决实际工程中重力坝坝体混凝土材料与坝基岩体应力应变的非线性关系,提出材料非线性有限元分析方法,用于计算坝体的应力.首先运用ABAQUS软件中专门设置的初始地应力平衡步骤对算例坝基地应力进行平衡,验证在重力坝应力分析中施加初始地应力的正确性和精确性;然后运用ABAQUS软件中的混凝土损伤塑性本构模型和扩展Drucker-Prager模型对重力坝进行非线性分析.通过对线性和非线性计算结果进行比较,发现应用非线性有限元法计算的重力坝应力和位移结果要比线性的小,证明有限元的非线性分析更加适用于实际坝体应力分布和位移研究.     

重力坝纵缝非连续接触地震反应分析

采用非线性动力时程分析方法,通过超载响应分析,初步研究了设纵缝重力坝的抗震能力.运用弥散裂缝模型模拟混凝土在强震下的开裂行为,采用基于罚函数法的接触模型模拟纵缝在动力荷载下的力学行为.对比不设纵缝的计算模型,结果表明纵缝改变了坝体应力分布,降低了坝体的抗震能力.通过对开裂比和抗滑安全系数的分析,判定该设纵缝重力坝段的极限抗震能力为0.6g.     

基于多输出支持向量机和遗传算法的岩土参数反演方法

提出了基于多输出支持向量机(M-SVM)和遗传算法(GA)的岩土参数反演方法.在进行参数反演过程中,根据正交试验产生一系列参数的可能组合;采用有限元法(FEM)得到坝体不同测点处的位移计算值.将不同的材料参数组合作为输入,相应的位移计算值作为模型的输出来训练M-SVM模型,以便模拟坝体位移和材料参数之间的复杂关系.采用GA来求解材料参数反演所对应的优化问题.在进行最优材料参数搜索的过程中,采用训练好的M-SVM模型来替代有限元计算,以获得坝体位移的计算值,从而大大减少了计算所需的时间.根据某面板堆石坝沉降的监测数据和有限元仿真模型,实现了以上反演过程.反演分析的结果表明,本文提出的岩土参数反演方法具有计算精度高和计算效率高等优点,可以应用于实际工程中.     

整体式碾压混凝土重力坝预裂缝的效应与分析

为防止温度裂缝，在整体式碾压混凝土重力坝中预设裂缝，采用空间有限元法计算具有预裂缝的整体式碾压混凝土重力坝的应力和位移，分析预裂缝对坝体应力和位移场的影响，在有限元计算中考虑碾压混凝土薄弱面的影响.将坝体材料作为正交各向异性材料，采用相当弹性模量，对预裂缝问题提出合理建议。     

坝-库水-地基动力相互作用的界面元法

构造了一种新型单元——固体流体相互作用界面元来考虑水地基及库水与坝体的动力相互作用，建立了同时包含位移和压力为未知量的有限元公式，并通过弹性坝体、刚性地基、库底不同反射系数情况下的三角形断面重力坝坝顶加速度响应的算例，对这一方法进行了验证。     

堆石坝变形监控的统计、混合模型与反演分析

为探讨面板坝的运行性态，采用回归分析与反分析方法，对“七五”期间试验坝堆石体施工中及竣工后的实测位移资料进行分析，建立了统计模型与混合模型，研究结果表明，堆石坝的实测位移数据可以按自变量因子进行分离；施工期堆石体的蠕变不有忽略，其占相当比例；堆石材料本构关系中的参数的试验值与实测反演值有一定差别；对蓄水后的实测资料进行分析，建立预报方程，可实现大坝运行的监控和反馈。     

成层地基位移反分析的数值计算

承压板变形试验被用来测量地基表面和深孔的位移，进而利用反分析估计成层地基的弹性模量，评价大坝的安全性．研究了非均匀弹性问题中奇异积分的收敛性和算法．在分析反问题中误差函数的拟凸性质的基础上，利用非线性变换改善误差函数的拟凸性质，利用具有再启动策略的变尺度方法处理实测数据     

基于混合遗传算法的混凝土大坝力学参数反演

将混凝土大坝和岩石基础的力学参数识别反问题作为优化问题处理,然后采用混合遗传算法求解可准确地确定岩体的力学参数。基于观测的混凝土大坝坝顶水平位移,建立了识别混凝土大坝和岩石基础力学参数的数值方法。为解决简单遗传算法的早熟问题,将遗传算法与模拟退火算法相结合,提出了基于混合遗传算法的混凝土大坝力学参数反演方法。丰满混凝土大坝实际工程应用表明,根据参数反演结果预报大坝在不同水位条件下的水平位移具有较高的精度。     

内置H型钢泥石流拦挡坝抗块石冲击性能研究

为了解决普通重力式泥石流拦挡坝在泥石流灾害中容易被大块石损毁的问题,充分利用H型钢塑性韧性好、抗冲击性能好的优点,提出了一种内置H型钢的新型泥石流拦挡坝(简称内置H型钢新型坝).运用有限元ABAQUS软件对其进行块石冲击作用下的数值模拟,从坝体的坝底支反力、顶部位移、加速度、能量吸收等方面与普通重力式泥石流拦挡坝进行动力响应的对比分析,结果表明:内置H型钢新型坝的支反力比普通坝可减小约1/2,新型坝的顶部位移是普通坝的9/13.混凝土与H型钢形成双重拦挡的效应,在混凝土崩裂后,H型钢仍具有较好的承载能力与变形能力.加入H型钢的新型坝改善了普通重力式泥石流拦挡坝的抗冲击性能,可有效减弱泥石流块石冲击的灾害.     

混凝土坝空间位移场的确定性模型反演分析法

提出用空间位移场的确定性模型，反演混凝土坝坝体的弹性模量，以及坝基和库区的变形模量，用多测点的原位观测资料，真实地推求影响坝体运行的重要参数，并用于评判大坝的工作性态、反馈设计和施工。该方法用于某重力拱坝，得到的结果令人满意。     

黄河公伯峡水电站大坝进水口坝段位移性态分析

公伯峡水电站进水口坝段基础(1 961.00 m高程)上下游相对垂直位移偏大,并有趋势性;坝段整体持续向下游位移,且有趋势性增长。这些问题是否会影响到进水口坝段的安全运行,是工程十分关注的问题,也是水电站大坝安全运行重点关注的问题。为了准确的掌握进水口坝段的运行状态,在对监测系统进行评估的基础上,经过对公伯峡水电站进水口坝段变形观测资料以及对公伯峡地区气候、气象资料的分析,初步得出结论:水库蓄水的前3年,是进水口坝段基础(1 961.00 m高程)上下游相对垂直位移和顺流向水平位移趋势性增大较快的时段;也是进水口坝段垂直位移和水平位移年变化量值较大的时段。2006年以后上述位移的年变化量逐年递减,但是此位移的趋势性依然存在。     

一种在覆盖层上建造拱坝新措施的可靠性分析

针对中国山区河道中小型拱坝在不开挖覆盖层下坝基渗透变形问题,以金盆电站拱坝为例,采用三道防渗墙联合高压旋喷灌浆的措施进行基础处理.运用Comsol Multiphysics数值模拟方法,对拱坝的坝体和底部防渗墙进行三维有限元应力研究.结果表明:在各种控制工况下,坝体及坝基防渗墙在上、下游面最大拉应力分别为0.6、0.55 MPa,最大压应力分别为5.0、7.0 MPa,应力分布均在合理范围0.8～8.0 MPa以内.将该措施下的大坝位移情况与观测数据分析对比,得出位移耦合模拟结果与实测数据坝顶测点LD1-LD2、坝底LD3-LD4二者的水平位移相对误差仅为(5.9％,8.0％)、(5.8％,6.0％);垂直位移相对误差仅为(5.9％,5.8％)、(6.3％,5.8％),各时段坝体变形数值大小均在允许误差10.0％以内,分布规律满足要求,在该措施下大坝处于安全可控.     

一种混凝土重力坝分区弹模反演新方法

建立了一种解决实际工程中测点数少于待反演参数个数的混凝土重力坝分区弹模反演问题的新方法。这种方法利用已知的补充信息作为反演问题的物理约束条件，建立参数反演的多目标优化数学模型，解决了反演结果的惟一性问题；并且使用改进的模拟退火算法这种全局最优算法来求解大坝的分区弹模。数值算例表明，这种方法对大坝反演问题具有较高的识别精度，反演结果可靠，可以应用于实际工程。     

基于差分法的土石坝数值模拟研究

对有限差分法的基本原理及分析过程进行了阐述,并对FLAC数值计算软件的功能、处理过程、应用范围以及与其他软件的比较等方面进行了系统论述．基于现场调研收集的相关坝体的资料,应用FLAC程序对阜新电厂四灰场主坝进行位移、变形、应力分析,以判断坝体结构的稳定状态．结果表明,该坝体在应力、位移、变形上是满足要求的,是稳定的,在长时间内不会出现问题．     

基于多重分形的混凝土重力坝水平位移波动分析

为了更好地掌握大坝变形的长期行为和演变规律,在考虑位移与环境量相关性的前提下,将多重分形理论应用到大坝变形实测数据分析中。以某混凝土重力坝的变形分析为例,利用多尺度滑动时间窗消除由传统多重分形子区间划分产生的伪波动,通过多重分形去趋势相关性分析法(MF-DCCA)刻画位移与环境量相关性的多重分形特征,进一步利用多重分形非对称去趋势相关性分析法(MF-A-DCCA)分别对位移原序列、正趋势、负趋势进行波动性、非对称性和长程相关性分析,从位移整体波动和局部趋势两个层面描述了位移在环境量影响下的多重分形特征。分析结果表明,坝体变形性态较好,且位移多重分形特征受环境量影响明显,其中库水位的变化是导致该混凝土重力坝水平位移多重分形特征的主要原因。