土石坝工程安全预警系统关键技术

基于系统工程的预警原理,结合土石坝工程的特点,研究了土石坝工程安全预警系统架构,并将其分为警源分析子系统、警兆辨识子系统、警情分析子系统.重点研究了警源分析子系统和警情分析子系统,并将其中涉及的水库大坝的虚拟现实技术、溃坝洪水估算、下游洪水演进预测等关键技术应用于浙闽台流域某土石坝工程中.结果表明,土石坝工程安全预警系统对预警土石坝的安全具有一定的作用.     

基于ANSYS和JC法的高土石坝动力可靠度稳定性分析

土石坝在建成或拟建的大坝中占有大部分比重,坝坡的稳定性是土石坝工程设计的关键问题,而强震下的坝坡稳定性更是岩土领域中的热点问题.运用ANSYS软件对某一高土石坝边坡进行时程分析,结合可靠度指标计算方法JC法,通过迭代计算得到可靠度指标,进而求得动力可靠度安全系数及最小可靠度指标,其分析结果对高土石坝的动力稳定性分析有广泛的应用价值.     

膜土联合防渗系统对高土石坝心墙拱效应的影响

以四川瀑布沟心墙土石坝为例,应用FLAC3D软件建立高土石坝的三维模型并对高土石坝的应力应变和渗流进行了数值模拟,同时将此数值模拟结果与其他文献中的计算结果进行了对比.结果表明:高土石坝中心墙处会出现拱效应现象;土工膜与土心墙组成的联合防渗系统可大大降低心墙浸润面,有效削弱心墙拱效应,完全消除心墙大主应力小于同高程渗透水压力的现象,从而提高防渗心墙的安全性.     

基于t分布烟花算法的土石坝碾压参数多目标优化

通过碾压正交试验,在定量分析碾压参数对土石坝料压实质量影响的基础上,建立综合考虑土石坝施工效率、压实密度和质量保证的碾压参数多目标优化模型,提出用于求解该优化模型的t分布变异烟花算法,以确定经济合理的碾压参数。该算法可以减小开展碾压试验的工作量,有助于寻得合理的碾压参数组合方案。工程实例分析表明,改进烟花算法相较传统优化算法收敛速度更快,寻优效率和稳定性更好;采用改进烟花算法优化的碾压参数,堆石坝料的压实密度和孔隙率均满足设计要求。     

较高土石坝膜防渗结构设计方法探讨

根据不同防渗体位置的土石坝受荷位移规律与土工膜受力变形特点,分析了坝内土工膜的变形机理,并以四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝为例,提出了土工膜与土心墙联合防渗的思路及设计原则.分析表明:坝内绝大部分区域的土工膜能够承受坝体位移引起的变形,但在刚性锚固部位,由于“夹具效应”,土工膜可能会产生局部过大变形而发生破坏;对于高水头土石坝,土工膜尤其适用于存在缺陷的黏性土料心墙的联合防渗;四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝,如果采用土工膜与土心墙联合防渗设计方案,则不仅可以提高防渗安全的可靠性,而且与原设计方案相比,技术上更先进,经济上更合理.     

深厚覆盖层上高土石坝的动力反应特性研究

以相同尺度和相同材料的建造在深厚覆盖层上直心墙土石坝和直接建设在基岩上的直心墙土石坝为例，采用二维动力有限元程序对比和分析了强震区两种高土石坝的静应力分布和动力反应的差异。计算结果表明，设计深厚覆盖层上直心墙土石坝时，大坝自身的动力稳定设计标准可直接采用建设在基岩上的直心墙土石坝的设计标准，而静力稳定问题应加强大坝坝脚以及心墙两个底角部的防护。     

中、小型土石坝渗流场三维有限元分析方法及应用

针对中、小土石坝工程的特点以及存在渗流安全的问题,采用改进的节点虚流量法,得到求解土石坝渗流问题的有限元分析方法,并编制Fortran程序.依托某土石坝工程,建立三维有限元渗流场计算模型,对正常蓄水时该坝坝体和坝基的渗流场进行了仿真计算,得到了相应的水头分布、浸润线以及渗漏量,并对该坝设计防渗体系下坝区渗流场规律和特点进行了分析.结果表明,该方法对中、低土石坝渗流溢出点和浸润线定位合理、准确,能够很好地模拟坝区渗流场规律,可为中、低土石坝的渗流安全评价提供参考.     

三峡工程建筑物设计关键技术问题研究与实践

针对三峡水利枢纽拦河大坝泄洪流量大、孔口多、泄洪消能结构复杂,岸坡厂房坝段基岩长大缓倾角结构面因坝后厂房深挖临空危及坝基稳定,坝体混凝土耐久性要求高且温控防裂困难;茅坪溪防护土石坝沥青混凝土心墙设计施工尚缺乏实践经验;电站运行水头高、变幅大,引水压力管道及进水口选型和蜗壳埋设方式技术复杂,地下电站采用变顶高尾水洞替代常规的尾水调压室;双线五级船闸运行水头高、输水水力条件复杂,且在山体深挖岩槽中修建,全衬砌船闸结构、高水头输水系统和大型人字闸门及启闭机设计难度大等关键技术问题,文章重点介绍了各建筑物设计研究解决问题的途径、采用的优选方案及技术措施和通过实践检验的创新成果。     

利用红外热像技术探测土石坝集中渗漏的研究

为了探究利用红外热像技术探测土石坝集中渗漏隐患的可行性,在实验室内制作均质土石坝集中渗漏模型。采用热红外灯作为热激励模拟太阳光照,利用M7500型红外热像仪测量模型表面的温度场。实验结果显示,在热激励下,模型表面温度升高;但是土石坝模型表面集中渗漏区域的温度比正常区域要低。实验中采用了不同的水头,随着水头的提高,温度场的异常变得更明显。利用Geostudio有限元软件进行土石坝集中渗漏的渗流场温度场耦合分析。数值模拟的结果显示,集中渗漏区的坡面温度比正常区域要低,水头提高时,这种温度场的异常也更明显。数值分析结果显示,渗漏区的流速比正常区域要大,这可能是温度场出现异常的原因,红外热像技术通过检测表面温度场的异常来探测土石坝集中渗漏隐患具有可行性。     

无压渗流渗出面确定的等效结点流量法

结合溢出点的特性及初流量法求解具有自由面渗流的优越性,以可能溢出点等效结点流量控制为外循环,非饱和区高斯点初流量为内循环,以渗出面只有流量流出,没有流量流入原则进行渗出面判定,编制了相应三维渗流分析程序并应用于某除险加固土石坝渗流分析中,结果表明：渗出面的确定方法可行．土石坝防渗加固效果明显,墙体不会产生渗透破坏．     

基于B/S架构的土石坝碾压质量三维智能监控系统研发与应用

针对目前大坝碾压质量监控系统主要采用二维展示界面且采用C/S结构,存在可视化交互水平不佳、无法实现碾压施工信息跨平台查询与共享以及反馈控制水平低等问题,通过耦合基于多细节层次技术的分级加载机制和增强现实技术,采用B/S架构构建了土石坝碾压质量三维智能监控系统。在两河口水电站工程的应用结果表明,构建的土石坝碾压质量三维智能监控系统能够实现碾压过程智能监控,施工信息的跨平台高效、流畅交互查询和沉浸式可视化展示,以及碾压质量智能评价,有效提升了施工过程的智能化水平。     

土坝及砼防渗墙应力与稳定的非线性有限元分析

应用弹性非线数字模型模拟筑坝地料及地基土的特性，采用逐级加荷的增量法模拟土石坝施工逐步荷的填筑过程，按有限元法求解坝体、地基及砼防渗墙各荷载步的应力应变。并提出应用最大应变等值线图估计最可能滑坡的位置，计算边坡稳定，可克服人为假定滑动面的弊病。计算实例、成果与观测规律符合较好。非线性有限元法成为设计高土石矾的有力依据。     

填筑形象对土石坝结构性态影响的精细有限元分析

利用数字大坝施工技术,考虑实际施工质量的空间差异性带来的坝料模型参数在空间上的差异性,通过土石坝模型参数空间估计及任意单元赋值,构建精细三维有限元模型;进而以某心墙堆石坝为例,分析在实际施工进度滞后情况下,为了在汛前填筑到度汛高程,采用不同填筑进度方案对心墙堆石坝施工期应力变形的影响。结果表明,不同施工进度形象面貌对坝体水平位移影响较大,而对竖向位移和应力影响较小。     

加筋技术在高土石坝抗震加固中的应用

高坝的抗震稳定分析是关系坝体安全的关键要素,以往的研究表明,土石坝在遭遇强震而发生破坏时,破坏将首先从坝项部开始,坝顶区的"鞭鞘"效应将使堆石处于不稳定状态.因此在地震区修建高土石坝应特别重视坝项区土体的稳定,采取必要的加固措施.对预应力锚筋框架梁与岩土体间的相互作用机理进行了详细的阐述,并且以糯扎渡粘土心墙坝为例,应用FLAC3D快速拉格朗日差分程序对此进行数值模拟,分析了预应力锚筋框架梁对坝体抗震稳定性的影响.结果表明预应力锚筋框架梁加固高坝可有效控制坝体的水平向和竖向永久位移,提高其抗震稳定性.     

基于层次-模糊综合评价法的东非公路施工成本风险评估

由于东非地区公路工程施工具有费用构成特殊、环境状况复杂、涉外协调难度大等特点,因此,中方项目部施工成本控制的风险高,需预先评估进行主动控制。利用风险分解结构法(RBS)进行了东非公路施工成本风险控制因子的分析,并据此得到以东非公路施工成本风险控制为目标层,以生产要素施工成本风险控制、特殊施工增加成本风险控制以及现场施工管理措施成本风险控制为准则层的施工成本控制风险清单,从而构建了以目标层为总指标、子准则层和控制因子层为一、二级指标,涵盖了22项成本风险控制因子的东非公路施工成本风险控制指标体系。然后利用模糊综合评价法结合层次分析法建立了东非地区公路施工成本风险控制评估模型,可据此判断东非公路施工成本风险因素的影响程度,最后通过实例验证了评估模型的可行性与可操作性。     

公明水库大坝风险排序研究

本文以深圳市公明供水调蓄工程为背景,考虑了大坝群自身安全与水库下游公共安全．采用了专家经验法对公明水库大坝的溃坝概率进行了评估,并利用生命损失严重程度、经济损失严重程度及社会与环境影响指数等参数对溃坝后果进行了量化分析．采用层次分析法确定了溃坝后果影响因素的权重系数,得出了溃坝后果综合系数．依据溃坝概率和溃坝后果综合系数计算出每座大坝的风险指数,并以风险指数为指标对大坝群进行风险排序,使风险大的大坝优先得到设计和施工加强．     

土石坝考虑非线性随机特性的可靠度分析

在结构可靠度基本理论、非线性有限元法及其它方法基础上 ,考虑了土石坝土石料物理力学指标的随机特性 ,推导了材料非线性问题的基本公式 ,编制了非线性随机有限元程序 ,探讨了土石坝可靠度分析方法     

基于WBS和RBS的项目动态风险分析

以项目风险分析理论为基础,结合建筑企业自身的特点,研究了基于工作分解结构和风险分解结构进行风险识别的基础上,运用系统工程思想和方法,对大型工程项目动态风险管理进行了探讨。     

土石坝漫顶溃决模型的分析比较

为解决由现场溃坝过程记录资料匮乏导致的大量土石坝漫顶溃坝模型得不到工程验证的问题,在分析总结17种土石坝漫顶溃决机理模型基础上,以唐家山堰塞坝1/3溃坝事故为工程背景,选取BREACH模型、DB模型和IWHR模型对其溃坝过程进行数值模拟,研究这3种模型计算得到的筑坝材料冲蚀速率、流量过程线和水位变化曲线与实测值的差异。应用BREACH模型研究了筑坝材料的黏聚力、内摩擦角、不均匀系数和孔隙率对流量过程线的影响。结果表明:(a)IWHR模型预测的洪峰流量最大,BREACH模型次之,DB模型最小;(b)与实测数据相比,DB模型和IWHR模型预测的峰现时间提前,BREACH模型预测的峰现时间推迟;(c)随着黏聚力和内摩擦角的增大,计算峰值流量减小,峰现时间延后;(d)随着孔隙率和不均匀系数的增大,计算峰值流量增大,峰现时间提前;(e)不均匀系数和孔隙率对溃坝计算结果的敏感性尤为显著。     

Safety and coping strategy for high dam under complex natural conditions

In respect to current situation and new challenges for high dam construction in China,safety problems are analyzed for high dam construction under complex natural conditions such as high elevation,cold area,high seismic intensity,large-scale landslide and high dam and huge reservoirs with dam types such as concrete surface rock-fill,asphalt concrete core,roller compacted concrete(RCC) arch dam and so on.From several aspects,including risk response measures for high dam,strengthening safety awareness for high dam design and construction,improving high dam construction technique,intelligent dam safety management system based on IT,developing dam rehabilitation and maintenance technologies,useful dam safety and coping strategy is proposed.