洪门大坝位移预报模型与安全监控指标的研究

针对洪门大坝１９８５－１９９２年水平位移和垂直位移的观测资料进行反馈分析，得出了该坝位移预报数学模型，并进一步得出坝体安全监控指标，以保证其安全运行，最大限度发挥其工程效益。     

深基坑支护水平位移观测方法的研究

基坑变形观测是工程管理工作的耳目，必须足够重视。文章基于位移观测实践，对深基坑支护水平位移观测的方法作了全面的阐述，给出了只用x值或者只用Y值来直观地计算观测点水平位移量的方法。     

镇墩位移监测浅析

介绍了观测墩的设置,论述了引黄工程镇墩位移的测量实践。     

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。     

地下管廊减隔震装置抗震性能分析

为降低地震对城市地下综合管廊内部管道运营安全的影响,利用三维有限元数值模拟对围岩-管廊体系进行模态分析,提出新型减隔震支架和减隔震支墩设计方案,对围岩-管廊体系、围岩-管廊-支架体系和围岩-管廊-支墩-管道体系进行动力时程分析,并对减隔震支架进行室内抗震性能试验。结果表明：围岩-管廊体系前十阶固有频率位于3.5～6.1 Hz间,与地震波频率接近,地震作用下容易出现共振;管廊横截面上部及底部棱角处动载荷均超过40 MPa,中上部位移变形超过30 mm,受地震作用影响大;地震作用下,减隔震支架最大位移较普通支架降低55%,且较大位移持续时间明显缩短;最大应力较普通支架减小26%,且最大应力由支架根部移至支架斜撑位置;减隔震支墩支撑管道最大位移较普通支墩降低9.97%,且管道位移相位后移;最大应力较普通支墩降低约24%;减隔震支架极限抗拉承载力为普通支架的2.39倍,极限抗压承载力为普通支架的4.53倍,抗震性能显著优于普通支架。新型减隔震装置的抗震性能及承载力明显优于传统装置,可有效降低地震对管线安全的影响。     

典型小概率法在大坝径向位移安全监控指标拟定中的应用

考虑到陈村大坝的原型观测数据具有较长时间序列的特点,选取每年最不利荷载下的坝顶径向位移值作为监测效应量,应用典型小概率算法,初步拟定了该大坝典型坝段坝顶径向位移的安全监控指标.并利用2012年的观测数据进行大坝运行情况的对比分析.结果表明,该指标符合实际,较为准确,且大坝运行情况良好.     

滑坡位移曲线模糊相似优选

在考虑岩土工程的随机性和模糊性的基础上．将模糊优选理论应用于滑坡位移曲线模型的选取,提出了滑坡位移曲线的模糊相似优选方法．选取若干典型滑坡位移模型作为参选曲线,利用实测数据对所选模型进行拟合解算,求得各模型参数;然后选取若干特征点构成参选曲线指标特征值向量．取相应的观测值作为标准相似曲线的指标特征值向量,求出参选曲线与实测曲线相似的相对隶属度向量,并选其中相对隶属度最大的参选曲线模型为最佳的边坡位移曲线模型．对参选曲线指标相对隶属度和指标权重的确定提出了新的见解,并给出了相应的计算公式．     

地基基础沉降及位移观测

对地基与基础沉降观测及地基与基础水平位移观测过程中，控制点的布设及观测点的观测方法做了简要介绍。     

深基坑周围地表任意点移动变形计算及应用

首先用回归分析方法求得深基坑挡土墙侧向位移函数，并导出挡土墙任意剖面位移计算公式，通过地面沉降与挡土墙侧向位移之间的关系，可求出地表任意剖面沉降的最大下沉值，得出地表任意点沉降计算公式，并推导出圾表任意点沿任意方向的倾斜，曲率变形及曲率半径，最后从管道受力分析，求出允许曲率半径，两者进行比较，估计管道在基坑开挖过程中是否遭受破坏，指导施工并对地下管道采取相应措施保证其安全可靠。     

应用指数平滑技术预测边坡位移

应用趋势型指数平滑模型根据其观测值的数据特点（具线性趋势）,选取趋势型二次指数平滑的线性 预测公式和相应at,bt的计算公式及合适的平滑系数值进行计算,预测了某市滑坡区５号监测点的位移量。预 测结果表明,该方法应用于斜坡变形位移的预测,可使预测值与实际位移值之间的误差很小。     

基于机器学习的锚固岩质边坡变形预测

锚索锚固是一种广泛使用的边坡加固技术,锚固性能的研究是锚固的核心问题之一。利用有限差分程序建立324组物理力学参数不同的锚固边坡,组成包括锚索参数和岩土体性质参数的9维输入指标和以沉降位移和塑性区面积为输出指标的数据集,分析输入输出指标间的关系。随后用随机森林和神经网络方法学习数据并建立层状边坡变形预测模型。分析显示,边坡沉降位移和塑性区面积预测结果变化对锚索性质参数中锚索总长度变化最敏感,锚固力的变化影响最小;其次岩土体物理力学性质中边坡力学指标黏聚力、内摩擦角起主要影响作用,岩土体密度变化影响最小;对预测结果的误差分析表明随机森林变形预测模型预测准确性比BP神经网络变形预测模型高5%~10%;模型预测沉降的偏差率小于预测塑性区面积的偏差率。研究表明随机森林算法在锚固效果预测问题上更加具有适用性,通过建立预测模型可以快速预测锚固边坡沉降位移和塑性区面积,指导锚固方案优化和变形控制设计。     

浅埋黄土隧道中系统锚杆支护作用的数值模拟

为了研究系统锚杆在浅埋黄土隧道中的支护效果,以陕西吴堡—子洲高速公路刘家坪5号隧道为依托,利用MIDAS/GTS有限元分析软件分别建立有、无系统锚杆的分析模型,计算分析了6个开挖阶段和截止到二衬施作阶段的隧道变形量,并将数值模拟结果与实测结果进行了对比分析。结果表明:浅埋黄土隧道施工过程中,有系统锚杆的隧道变形值大于无系统锚杆的变形值,这是由于锚杆是在钢架支设后进行打设,锚杆的打设不仅破坏了土体的稳定,而且延误了喷射混凝土和钢架支护的最佳时机,使变形量增加;有、无系统锚杆拱顶下沉和净空收敛的现场实测值基本处于同一数量级,说明在浅埋黄土隧道中系统锚杆的作用不显著,可以取消。     

基于模型试验的齿坎型重力锚抗滑机制

为了探究齿坎型重力式锚碇的承载特性与抗滑机制,依托贵州省牂牁江特大桥纳雍岸重力式锚碇工程,开展了相同试验条件下平底锚碇1/4埋深、齿坎锚碇1/4埋深、平底锚碇半埋深及齿坎锚碇半埋深四种工况的室内物理模型试验,并对各工况锚碇位移-荷载曲线、锚碇-地基接触应力、地基应变及地基宏观变形破坏特征进行分析。结果表明：四种工况锚碇模型的极限承载力分别为3P（平底1/4埋深）、4P（齿坎1/4埋深）、7P（平底半埋深）和8P（齿坎半埋深）;同种型式锚碇模型增大埋深可以显著提升锚碇的承载能力,同等埋深条件下齿坎型重力式锚碇承载性能要优于平底重力式锚碇;齿坎构造能够充分调动地基联合承载;基于地基的宏观变形破坏特征将其变形破坏过程划分为无裂隙、裂隙初现、裂隙发展以及破坏四个阶段;对齿坎型重力式锚碇承力过程进行了力学分析,得出齿坎构造力学特性较好,对限制锚碇变位和提高锚碇承载能力作用明显。     

应用模糊数学预测大坝位移

预测大坝水平位移对于大坝安全来说非常重要.由于影响因素太多太复杂,以致用各种传统方法建立的大坝水平位移预报模型的精度难以提高.本文以佛子岭连拱坝13号垛的坝顶水平位移为例,应用模糊数学中多因素假言推理方法,导出了可预测5日后大坝水平位移的模型,该模型预报提高了预报精度约30%     

润扬大桥北锚碇基础三维数值仿真分析

针对润扬大桥北锚碇基础的安全问题, 利用有限单元法对北锚地基基础的受力进行三维仿真分析,模拟了整个施工过程,特别对其中模拟开挖的方法等问题进行了讨论.将计算出的测斜孔位移及散索鞍支墩处位移等与同期实测结果进行了对比,误差小于30%,证实了所采用的计算方法、本构关系和模型基本正确.最后利用这个计算模型对运营期工况进行了分析,证明锚碇基础的设计是合理的.研究还表明,北锚碇较大的质量使得基础水平位移对摩擦系数的变化并不敏感,而基岩深度对基础位移则有较大影响.     

变系数三二次长方体有限元解最大模的超逼近

针对某种三维变系数二阶椭圆方程,利用三维投影型插值算子和插值逼近性质获得了长方体剖分下三二次长方体有限元的弱估计,进而结合三维离散Green函数获得了高精度逐点意义下三二次长方体有限元位移及梯度最大模的超逼近.     

锚固体锚根段的传力机理试验研究

基于理论分析、模型试验与曲线拟合方法，初步研究了由预应力钢锚索、水泥砂浆和混凝土体三种异质材料粘结复合而成的锚固体内锚根段界面性状、传力机理和界面应力；建立了钢锚索与水泥砂浆之间界面上作用应力表达式、径向开裂准则与滑移条件以及剪应力与位移之间关系式，提出了混凝土与水泥砂浆粘结界面的作用机制及其开裂时剪应力与正应力关系式、剪应力与位移关系式，为深入分析预应力混凝土锚固体或预应力岩锚体的锚固机理奠定了一定基础     

普立特大桥隧道式锚碇围岩系统的变形规律及破坏机制

针对普立特大桥普立岸隧道式锚碇围岩系统的变形规律及破坏机制问题,采用有限差分法对其进行三维弹塑性模拟,分析了随着荷载的增加系统的塑性区、位移及应力的发展情况.数值结果表明:1设计缆力时,锚碇-围岩系统的位移均维持在mm级;继续加载,锚碇和周围岩体的位移形成的驼峰逐渐明显;至极限状态时,根据锚碇围岩的位移矢量图可勾勒出围岩的破坏范围,其中锚碇上、下部围岩的破坏范围分别为锚碇后锚面宽度的1.1倍和0.5倍;2系统在设计缆力下具有足够的安全稳定性,加载至8倍缆力时,锚碇的环向和径向的围岩塑性区均达到贯通,加载至极限状态时,锚碇周围岩体的塑性区分布形态呈倒塞体状;3根据监测点的位移变化、锚碇围岩塑性区分布及应力扩展情况得到,系统的破坏由锚碇带动周边部分岩体发生整体拉-剪破坏.     

软岩地质条件下浅埋隧道锚缩尺模型试验

为研究隧道锚的受力变形和锚碇承载特性等问题,在重庆几江长江大桥工程北岸现场开展1∶30缩尺模型试验。试验结果表明：从相似设计荷载240 kN 到1680 kN,双锚碇前锚面沿拉拔方向的最大位移平均值为0．020～0．808 mm,双锚碇前端上部地表岩体铅直方向的最大位移值为0．028～0．749 mm,双锚碇后端上部地表岩体铅直方向的最大位移值为0．014～0．645 mm;锚碇围岩破裂类型是拉剪复合型破坏;锚碇上方地表横桥方向参与抗拔作用的岩体范围约2～3 m,而沿锚碇轴向参与拉拔作用的岩体破坏区类似一个倒塞体形状;通过试验得到模型锚的可靠抗拉拔承载能力为1344 kN;模型锚在840 kN 下的流变趋于稳定,其长期安全系数为3．5。模型试验结果表明软岩地质条件下浅埋隧道锚具有较高的抗拉拔承载能力,证明此设计方案是可行的。     

预应力锚索锚固段的三维无限元计算

运用一维点无限元理论推导了三维四结点点辐射无限元的坐标变换和形函数,并将其与八结点有限元耦合,计算了预应力锚索锚固段的变形.结果表明:在预应力作用下,锚固段周边岩体的应力和压缩变形集中在以预应力作用点为中心的一个区域内,并呈指数形式衰减,因而在空间形成了应力锥和位移锥.将无限元计算结果与理论结果进行了对比,两种计算方法的结果拟合得非常好,表明本文的方法是可信的.