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。     

基于改进人工鱼群算法的碾压混凝土坝粘弹性参数反演

为合理模拟碾压混凝土坝自身流变特点,择取适当模型作为坝体和坝基材料持载变形下本构关系,建立有限元方程,使大坝变形与其物理力学参数的隐性对应关系明确化.在实测大坝位移变形资料的基础上,运用统计模型提取各所需位移分量,建立优化反演目标函数,采用相对于基本人工鱼群算法(AFSA)全局优化能力更加高效精准地改进人工鱼群算法(IAFSA)对碾压混凝土坝粘弹性力学参数进行搜索反演,并对二者的寻优结果做出对比分析,IAFSA算法的优越性得到证实.反演求解计算过程通过对改进人工鱼群算法的程序化语言设计结合ANSYS有限元计算命令的调用来实现.文末工程实例计算数据成果证明,本文反演方法可应用于坝工结构反分析领域.     

基于结构分析法的重力坝坝顶水平位移预警指标拟定

为满足河南石漫滩水库大坝安全运行与变形监控需要,提出一种基于大坝变形监测数据、统计模型、参数反演和有限元分析的重力坝变形指标拟定方法.首先,建立坝顶顺河向位移测点的统计模型,正分析得到坝顶位移的水压分量、温度分量和时效分量;然后,建立大坝典型坝段有限元模型,选取7号坝段IP2和IP6倒垂测点作为参数反演测点,反演分析坝体弹性模量和坝基变形模量;最后,在高水位、极寒温降的最不利工况下,基于结构分析法拟定大坝坝顶位移预警指标,为大坝运行安全性态评价和位移监控工作提供了分析手段和理论支持.     

基于有限元法的高拱坝分区变形模量反演分析

针对高拱坝位移响应模型复杂以及常规有限元反演方法计算量大的难题,提出了一种新的高拱坝分区变形模量快速近似反演方法.首先依据实际材料分区及几何特性,将坝体及坝基有限元模型分成若干区域;依据实际数值分布范围预设若干组线性无关的变形模量组合,并结合全过程或选取某时间区段的实际库水位变化过程,进行有限元正分析,得到各种组合下监测点的位移响应序列;以这些序列作为基序列,取代传统回归模型中的水压因子分量,并通过最优化拟合得到各因子回归系数;利用位移分量和分区弹模间的力学关系,进一步计算得到各分区综合变形模量的反演值.通过鱼简河工程实例对该方法进行了介绍和验证,结果显示回归水压分量与水位相关关系良好,回归系数合理,分区变形模量反演结果与设计值较为接近.     

坝基岩体力学参数的PSO-ABAQUS联合反演

为解决常规试验和工程类比法确定坝基岩体力学参数与实际情况不符的问题,提出基于粒子群优化算法(PSO)和ABAQUS的坝基岩体力学参数联合反演算法,给出该联合反演算法的具体实施流程并编制相应的FORTRAN计算程序,构建了坝基岩体力学参数的数学反演模型,实现了基于施工和运行期实测变形资料的坝基岩体力学参数PSO-ABAQUS联合反演。算例分析表明,PSO-ABAQUS联合反演法简便易行、反演效率较高,是一种用于合理确定坝基岩体力学参数的通用方法。     

应用模糊神经网络反演大坝弹性模量

根据大坝实测位移资料，应用模糊神经网络反演坝体和坝基的弹性模量，其中两种水位下的位移的水压发量差值作为网络输入矢量，待求的坝体和坝基的弹性模量作为网络输出矢量，计算结果表明，应用模糊神经网络反演大坝弹性模量，具有精度高、速度快的优点。     

基于Kohonen聚类的特高拱坝变形分区

目前,特高拱坝监测系统日益完善,变形监测点数量众多,但传统变形分析模型主要研究单测点监测序列,较难体现不同测点间的时空关联性.本文研究了Kohonen聚类算法的基本原理,结合大坝变形实测数据训练自组织神经网络,对上下游方向变形测点进行分类,依据测点实际位置实现特高拱坝变形分区,为整体变形监测提供辅助信息.某特高拱坝研究结果表明:Kohonen聚类方法能够有效探测变形数据空间聚集状态,描述特高拱坝实际变形规律,为特高拱坝变形分析提供新方法.     

基于FLAC3D对爆破振动下某土坝的安全振速预测

在大量现场爆破振动监测的基础上,对速度信号进行分析,近似得到了坝体的黏滞阻尼比,基于坝体动力响应特征通过FLAC3D建立了某土石坝的2维模型。基于土体力学参数计算简化得到了坝基瑞利波分布函数,确定了使坝体发生最大响应的振动信号主频为2。00Hz,通过加大最不利地震波振幅,计算得到使坝体破坏的速度阈值为16cm/s,以此阈值作为土坝安全振速,可有效保证坝体的结构安全。      

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.     

堆载预压作用下路基沉降的多测点监测模型

从力学作用机理出发探讨堆载预压效应下路基沉降与堆载的关系,以径向基函数神经网络为建模工具,以现场监测的沉降资料及堆载记录为基础,构建堆载沉降的神经网络监测模型的输入层影响因子和包含多个测点沉降的输出层.同时,针对堆载沉降特点,对网络的计算中心采用专门预选方案,进而以模糊C均值聚类算法确定最终计算中心,并以实测资料建立该监测模型实例.结果表明,所得模型对堆载作用的揭示以及多测点的沉降预测取得了满意效果.     

地铁隧道土体参数敏感性分析与正交反演

以郑州地铁工程为依托,现场监测数据为依据,采用敏感分析和数值模拟相结合的研究方法进行地铁盾构隧道土体力学参数的反演分析.利用MATLAB神经网络工具箱计算平台,计算分析土体变形量与其对应的力学参数之间的非线性关系,构建BP神经网络的训练结构;以地表竖向监测位移为输入样本值,对土体力学参数进行位移反分析.研究结果表明:影响地表变形的主要土体力学参数敏感度依次为内摩擦角(φ)、弹性模量(E)、内聚力(C)、泊松比(μ).应用FLAC3D软件模拟分析地铁区间隧道盾构施工过程的力学特征,并将其成果作为反演分析的样本数集;杂填土层弹性模量E1为7.60 MPa,内摩擦角φ1为22.5°;粉土层弹性模量E2为19.68 MPa,内摩擦角φ2为27.7°;粉质黏土层弹性模量E3为12.98 MPa,内摩擦角φ3为19.5°.现场应用证明了该方法的有效合理性.     

白水隧道围岩力学参数敏感性分析与智能反演

以石黔高速公路白水隧道为例,采用敏感性分析与数值模拟相结合的方法计算出隧道围岩各力学参数的敏感度,确定影响隧道变形的主要力学参数。首先,基于正交试验设计构造BP神经网络的样本,建立待反演参数与围岩变形的非线性映射关系,将现场监控量测实测值作为输入样本,得到围岩力学参数。然后,将反演得到的力学参数代入到数值模拟中,计算出隧道围岩变形值,对比分析实测值与计算值。结果表明,两者误差较小,这说明该方法应用于该工程的可行性。     

阿海重力坝倾斜层状地基力学参数敏感性分析

基于大型通用商业软件ADINA,研究了倾斜层状岩体地基的有限元模型,并以云南阿海水电站混凝土重力坝为背景,通过调整地基垂直层面和平行层面的力学参数,进行敏感性分析.研究结果表明,复杂层状地基的力学参数变化对坝体应力和变形有明显影响,随着坝基岩体垂直和平行层面变形模量的改变,坝体应力和变形相应改变.     

底缝对拱坝工作性态的影响

结合一试验拱坝数值方法研究了底缝对拱坝的非线性影响,坝体、坝基和接缝均考虑了材料的弹塑性,坝体,地基处理用Ｄｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ准则模拟,接缝材料用Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ准则模拟,模拟了接缝的滑移、开裂等非线性行为,计算结果和试验值一致性较好。     

重力坝坝体水平变形模型研究

针对统计模型当观测资料不包括荷载发生的极值或观测资料系列较短时,建立的数学模型将不能用于监测,主要依靠数学处理,没有较好地联系大坝和地基的结构性态的不足,文中在统计分析的基础上,提出变形混合模型来分析大坝水平变形。通过对大坝坝体的各测点的变形过程进行研究,对水库大坝坝体水平变形采用特征值统计分析;对坝体水平变形模型进行研究,建立基于逐步回归的统计模型和基于有限元的混合模型,并对2种模型进行综合比较,进而确定了测点变形模型。研究结果表明:大坝坝体实测水平位移和三维有限元计算结果基本一致,进一步表明文中采用的变形模型用于研究坝体的变形分析是可行和正确的。     

基于LM-BP和SVR的倾倒变形体变形预测

为了深入了解黄登水电站1号倾倒变形体的变形趋势,采用LM BP神经网络和SVR进行变形预测研究。基于倾倒变形体的实际变形监测资料,对位移、降雨、库水位、温度等资料进行分析,以库水位、降雨量、温度、时间作为输入参数,以位移变形作为输出参数,构建LM BP神经网络模型和SVR模型,对部分监测数据进行（先行学习）训练,对后续的监测数据进行验证预测,预测预报了研究测点的变形情况。分析结果表明,2个模型精度都比较高,LM BP神经网络模型的最大误差为2.53%,SVR模型的最大误差为4.35%,预测方法有效。     

桩基动力学模型参数反演识别方法

针对桩基模型参数存在不确定性的问题,提出一种桩基模型参数反演识别方法.以测点和敲击点作为噪声因素,综合考虑模型中不同测点和敲击工况下加速度响应对反演结果的影响,利用多信息融合方法将多个评分值融合成唯一的参数反演识别目标响应值.研究结果表明:利用本研究方法得到的反演曲线与仿真曲线拟合良好.本研究为桩基模型参数反演识别提供...     

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.     

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。     

坝基岩体软弱层带力学参数

以拉西瓦工程为例,对大剪试验与室内剪切试验成果进行分析,建立坝基主要断层强度指标与断层性状关系式,再对坝基软弱层带变形参数进行评价,基于上诉分析可综合确定坝基软弱层带力学参数的取值.