西南某堆积体潜在变形破坏模式及力学参数研究

西南地区广泛分布着堆积体组成的深厚堆积体边坡。堆积体边坡的稳定计算主要受堆积体的变形破坏模式和力学参数影响。结合雅砻江某水电站左岸某堆积体,分析确定该堆积体边坡的边界条件和变形破坏模式。通过工程类比、室内试验及反分析法,兼顾各取值方法的差异和局限性,综合确定堆积体的强度参数。     

流变荷载试验曲线的模型识别及其应用

基于粘弹性理论,建立了流变荷载试验的Maxwell、广义Kelvin和Burgers3种流变模型的位移反演模式,并给出了根据现场试验流变曲线进行流变模型识别的简便方法。分析了岩体流变荷载试验曲线,给出了能反映试验区域内岩体变形规律的最佳流变模型,反演获得了试验区域内岩体的瞬时弹性模量、长期弹性模量、粘弹性模量和粘弹性系数。结果表明,描述试验点岩体在不同荷载级别情况下的最佳流变模型均为广义Kelvin模型,但其弹性模量有所差异,其量值范围为4194～5235MPa,平均弹性模量为4900.316MPa;平均长期弹性模量为3081.65MPa。计算表明所建立的反演公式是正确的,模型及参数识别过程简便、实用。     

粒子群算法在时效变形参数反演中的应用

以往的现场刚性承压板压缩蠕变试验中部假设岩体变形为黏弹性变形,然后推求岩体的蠕变变形公式,并结合最小二乘法反演获得蠕变参数,这种方法由于进行了黏弹性变形的假设从而无法考虑岩体的黏塑性变形,为此,采用粒子群智能算法的数值反演方法进行研究,并且提出将流变模型中控制瞬时变形和时效变形的2种参数分开反演的二次粒子群算法.研究结果表明:采用这种方法可以有效地减小反演的难度,提高了反演精度;将此方法应用于现场压缩蠕变试验的参数反演,拟合时效变形参数曲线与试验曲线较吻合,从而可获得相应的流变参数.     

黏弹性条件下大跨度公路黄土隧道二次衬砌施作时机

为研究大跨度公路黄土隧道二次衬砌施作时机,以神府(神木—府谷)高速公路墩梁隧道为依托,采用现场测试、数值模拟和理论分析相结合的方法,首先对隧道拱顶变形进行现场测试,揭示其变形规律,提出了基于隧道二次衬砌安全临界状态的最佳施作时机计算方法;其次根据黏弹性条件下隧道围岩变形理论公式,结合现场监测数据反演分析得到围岩Kelvin模型流变参数;最后利用提出的最佳施作时机计算方法和Kelvin流变模型,通过数值模拟研究了黏弹性条件下大跨度黄土隧道二次衬砌最佳施作时机。结果表明:大跨度公路黄土隧道变形经历急剧变形、持续变形和缓慢变形3个阶段,各阶段产生的沉降值分别为最大沉降值的67.7%,21.7%和10.6%;Kelvin模型中蠕变参数黏性元件黏滞系数η为2.75×10~(14) kPa·s,与黏性元件串联的弹簧元件弹性模量E_1为138.3 MPa,与黏性元件并联的弹簧元件弹性模量E_2为321.5 MPa;大跨度公路黄土隧道Ⅴ级围岩深埋段二次衬砌最佳支护时机为初期拱顶下沉速率小于0.3 mm/d。     

复杂地质条件下堆积体边坡稳定性及其敏感性分析

金沙水电站花石崖崩塌堆积体组成成分和地质结构复杂,本文以崩塌堆积体为研究对象,采用参数正交试验,基于刚体极限平衡原理,分析了边坡安全系数对岩石力学参数凝聚系数c和内摩擦角φ的敏感性,为确定岩石力学参数提供依据;利用基于有限元法的软件ABAQUS计算崩塌堆积体的应力及变形,确定其危险滑动面,为稳定性分析提供计算剖面.     

无坝体温度监测数据老坝的导温系数反演分析

为了解决缺乏坝体温度监测数据的老坝混凝土热学参数反演问题，利用常见的坝体位移监测资料，通过建立监控模型分离出温度分量，运用温度分量相位与气温相位之间的滞后关系，并借助温度场与变形场的有限元计算以及拟合优化，提出一种基于变形监测资料的老坝导温系数反演方法，并以丰满大坝为例进行了计算分析。结果表明，反演得到的导温系数为0.0978m²/d，在合理范围之内。     

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.     

流变荷载试验曲线的模型识别及其应用

基于粘弹性理论，建立了流变荷载试验的Maxwell、广义Kelvin和Burgers3种流变模型的位移反演模式，并给出了根据现场试验流变曲线进行流变模型识别的简便方法。分析了岩体流变荷载试验曲线，给出了能反映试验区域内岩体变形规律的最佳流变模型，反演获得了试验区域内岩体的瞬时弹性模量、长期弹性模量、粘弹性模量和粘弹性系数。结果表明，描述试验点岩体在不同荷载级别情况下的最佳流变模型均为广义Kelvin模型，但其弹性模量有所差异，其量值范围为4194-5235MPa，平均弹性模量为4900．316MVa；平均长期弹性模量为3081．65MPa。计算表明所建立的反演公式是正确的，模型及参数识别过程简便、实用。     

基于IAGA-BP算法的高拱坝-坝基力学参数反演分析

基于监测资料对坝体和坝基的力学参数进行反演,对大坝的安全评价具有重要意义。该文提出了基于改进自适应遗传算法和BP神经网络(IAGA-BP)的力学参数反演分析方法,采用考虑权重的绝对百分误差作为目标函数,可以针对多点监测资料和非线性数值仿真进行力学参数反演。基于正常蓄水位下拱坝坝体、坝基及拱肩槽边坡等25个测点的实测变形,对坝体混凝土、基础岩体及结构面的多个材料分区的11个关键力学参数进行了反演分析。结果表明,反演值和实测值吻合较好,将材料参数作为输入层、测点变形作为输出层有效避免了反演值的“失真”问题。针对高拱坝-坝基系统的力学参数反演,分析了神经网络拓扑结构、目标函数、训练样本数量等对反演结果的影响。     

基于土性相关蒙特卡罗法的争岗滑坡堆积体可靠性分析

针对澜沧江古水水电站争岗滑坡堆积体工程地质务件,在室内剪切试验、工程类比、参数反演基础上综合确定了岩土体力学参数及其统计分布规律.采用基于黏聚力c与内摩擦角φ相关抽样下的蒙特卡罗法对堆积体典型剖面进行了多种工况下的可靠性分析,预测了其未来的变形失稳特征.研究结果表明:当前堆积体B-B'剖面在正常运行工况下的破坏概率为2...     

基于PSO—SVM模型的拱坝坝变形预测研究

拱坝已成为大型水利枢纽的主要坝型之一,大坝变形预测是大坝安全监控的重要内容,预测分析的难点之一在于变形监测数据往往具有复杂的非线性特点．支持向量机（SVM）具有良好的泛化能力,可有效地解决小样本、非线性、高维数等问题,因此可将其广泛应用于拱坝变形观测中．由于算法的成功与否很大程度上取决于其参数的选取,本文充分利用粒子群算法快速全局优化的特点,采用粒子群算法来优化支持向量机的模型参数,建立了基于PSO—SVM的大坝变形预测模型．将该模型应用于某拱坝坝基变形预测中,与传统的多元回归模型预测结果进行对比．结果表明,PSO—SVM模型用于拱坝变形预测是可行的．     

基于BOTDR的分布式光纤测斜管研发与应用

深层水平位移是基坑工程安全监控的重要监测指标,通常采用测斜管进行监测,确保基坑的安全与稳定。为了提高测斜管监测结果的精度与自动化程度,弥补传统监测手段的局限与不足,从基于布里渊光时域反射计(BOTDR)光纤监测技术原理和特点出发,研发了一种基于BOTDR技术的分布式光纤测斜管,详细介绍了其制作方法与施工工艺,通过现场基坑测试,获得了分布式光纤测斜管的应变信息,并通过数据分析获得了基坑深层水平位移变化。结果表明:基于BOTDR技术的分布式光纤测斜管能够准确地反映基坑的变形情况,具有很好的工程适用性,且与传统监测手段相比,具有测量精度高、数据采集全面、监测方便、能够实时监测等优点,在基坑工程的变形监测中具有显著的优越性和推广价值。     

深基坑桩锚支护变形模拟分析

以济南市省会文化艺术中心工程为背景,用FLAC3D数值模拟软件,对深基坑变形作了模拟分析.将模拟数据与滑动式测斜仪测得的变形监测数据进行对比分析,得出结论：在桩-锚支护体系下,基坑最大水平位移随开挖下移,最终出现在桩体的中部,靠近第二道锚索,模拟变形曲线和测斜仪监测结果吻合良好;锚索轴力最大值在端头,且中间排锚索轴力小于上下两排.     

隧道围岩收敛变形的改进GM(1,1)预测模型

为了有效提高隧道围岩变形的预测精度,对传统GM(1,1)预测模型进行了改进。改进模型通过对原始监测数据列优化重构,降低了量测误差、外界因素等噪声干扰造成的监测数据随机突变和离散性,提高了模型预测效果,并结合梅花山隧道典型监测断面对改进GM(1,1)预测模型进行了检验。研究结果表明:改进GM(1,1)预测模型增强了环境适应能力;预测结果与实际监测数据吻合程度明显提高,具有较好的实际工程应用推广价值。     

溪洛渡白铁坝堆积区深部变形监测可视化分析

针对金沙江溪洛渡水电站左岸谷肩堆积体自铁坝堆积区削坡范围I至V区,进行深部变形监测资料的三维可视化分析．依据工程地质资料建立堆积体监测区域的三维地质模型,进而基于三维地质模型对测斜孔位置进行虚拟钻孔取样,进行虚拟取样岩芯与测斜孔孔深变形曲线综合分析,揭示堆积体的滑移错动带位置及分布规律．绘制监测物理量数据场三维云图,分析深部变形监测数据场的空间分布特征,研究堆积体的变形破坏模式．结果表明：白铁坝堆积区深部水平位移主要表现为向河谷中心和下游方向,垂直位移主要表现为下沉,该区域由二次削坡开挖区向上部表现出牵引式滑动变形,从变形速率来看,变形较削坡初期有明显减缓趋势,但尚未收敛,需加强监测以保证左岸谷肩堆积体的稳定和电站进水口的安全．     

珍珠湾海水增养殖区2004～2008年丰水季节的水环境变化趋势分析

根据珍珠湾海水增养殖区2004～2008年夏秋两季的海洋环境监测数据,分析珍珠湾海水增养殖区5年来丰水季节水环境参数的变化趋势,讨论各特征参数之间的相互关系.结果表明,2004～2008年,珍珠湾海水增养殖区营养盐的含量和分布结构(N/P和Si/P)均发生了较明显的变化,表现为溶解态无机氮、活性磷酸盐呈增加趋势,N/P...     

钦杭结合带(南段)庞西垌断裂中动态重结晶石英颗粒分形特征及主要流变参数估算

广东庞西垌断裂带发育于钦杭结合带南段,是控制该区域银金矿床的重要构造,也是钦杭结合带构造演化的重要窗口。分析了庞西垌断裂带中心发育的糜棱岩及其内动态重结晶石英颗粒分形特征及主要流变参数。研究显示,庞西垌断裂带糜棱岩中可以观察到典型的S-C组构。σ型旋转碎斑系指示北东向韧性剪切带经历了右行剪切。在显微镜下,可以观察到矿物颗粒表现出波状消光、核幔构造、亚晶粒化、动态重结晶、单晶拉长及石英晶条带等现象。石英颗粒的动态重结晶作用十分普遍。单个石英晶粒表现为拉长状、锯齿状、港湾状等不规则状边界形态。整体上石英晶粒表现出微弱的定向趋势。根据分形法估算得到的变形温度,结合显微镜下观察的矿物特征,推断庞西垌断裂带内岩石韧性变形温度在600℃左右,相当于低角闪岩相。石英的"重结晶颗粒粒径压力计"估算得到古差异应力下限在9.1～10.7 MPa之间。石英岩的实验高温流变率显示,应变速率应低于10-13.8S-1。这些流变参数可以利用来加深对断裂带韧性变形过程的认识。     

CFRP布加固受弯钢梁试验研究与理论分析

为进一步研究碳纤维布（carbon fiber reinforced polymers,以下简称CFRP）加固钢结构抗弯力学性能,在现有研究的基础上,设计两根试验钢梁,对CFRP布加固钢梁与未加固钢梁进行力学性能对比分析.试验表明：碳纤维加固有效提高了钢梁的承载能力,且对屈服载荷影响更为明显;经加固后的组合钢梁,刚度提高,这是由于当超过屈服载荷时,CFRP布开始承担一部分载荷.另一方面,对加固钢梁进行受力分析,并进行承载力推导.弹性工作阶段,采用截面等效代换方法对加固钢梁进行承载力计算;弹塑性工作阶段,根据塑性铰区位置不同分别对两种受力状态下的加固钢梁进行受力分析与承载能力计算,将试验结果与理论计算对比,吻合良好.     

一种新的高温高压流变性分析模型

钻井液流变性的准确分析与流变参数的准确计算一直是钻井水力分析与计算的基础,是提高井底压力计算精度的重要研究内容。基于高温高压流变实验数据,分析了旋转黏度计300 r/min和600 r/min下测量剪切应力随温度、压力的变化规律;进而建立了适用于各转速下高温高压(HTHP)剪切应力的通用预测模型,并给出了HTHP剪切速率预测模型系数的通用求解步骤。最后采用HTHP剪切应力预测模型对墨西哥湾一口实验井的合成基钻井液(屈服假塑性钻井液)进行了分析,同样具有很好的预测效果,表明该模型具有较广泛的适用性,可为高温高压井井底压力计算提供较为准确的HTHP流变参数。     

深井岩巷破坏机理与支护优化研究

岩巷的稳定性评价与支护设计对深井岩巷掘进和维护十分重要。为了开展深埋煤矿岩石巷道围岩稳定性分析和锚网支护参数优化分析,以文家坡煤矿深埋一号辅助运输大巷为工程背景,采用多种监测手段完成了岩巷变形特征的实测分析,然后运用数值模拟的方式从巷道围岩塑性区发展规律和围岩应力变化特性两方面分析了巷道围岩变形破坏机理,最后根据现场监测和模拟结果优化了该巷道的支护方案,并进行了模拟验证。结果表明:随着巷道不断地向前掘进,巷道两帮围岩塑性区厚度先增大直到逐渐稳定,自重引起的水平应力使巷帮向巷道内收敛,顶板产生剪切破坏,两帮产生劈裂破坏;原支护方案作用下巷道围岩变形量非常小,锚杆(索)支护方案过于保守。将帮部锚杆长度由2.7 m优化到2.3 m后,在其他支护参数保持不变的情况下支护可以满足巷道稳定性的要求。