燕山水库大坝三维变形监测方法研究

针对常规的土石坝表面变形监测方法速度慢、工作量大及监测信息无法与自动化系统实时共享等缺陷,在燕山水库大坝中采用高精度自动全站仪观测大坝变形,系统分析了折光系数并提出了大气折光修正模型.实例结果表明,该模型对三角高程测值的修正及竖向位移测量能较好地满足大坝安全监测的精度要求,可为研究及开发土石坝三维自动监测技术提供借鉴.     

高土石坝变形监测的监测管选型研究

在土石坝分布式光纤变形监测技术中,监测管是光纤与坝体间力-光转换的媒介,它需要适应土石坝围压大、变形量大等特点。据此,采用分段刻槽的ABS管作为光纤应变传递载体的监测管方案,建立坝料-监测管复合体的三维非线性有限元模型,并通过坝料-监测管的大型土工三轴试验验证了该数值模型的有效性。基于该数值模型,研究了监测管在最不利受力情况下的应力分布,以检验其在高围压下的适应性。结果表明,ABS管具有较高强度,可适应300m级高土石坝的高应力状态。研究成果可为土石坝的变形监测提供参考。     

混凝土坝位移的季节周期趋势分析法

随着大坝变形观测技术的发展,人们越来越重视变形观测资料的分析研究。混凝土坝位移的季节周期趋势分析法是对大坝变形资料分析处理的新方法。这种方法对具有周期,趋势性变形混凝土坝的实测资料进行分析研究,建立季节周期趋势模型以后,再用新观测资料不断修正模型进行滑移式预测预报、精度较高、效果理想。     

超高心墙堆石坝长期运行应力变形研究

鉴于超高心墙堆石坝的长期变形规律对其正常运行维护具有重要意义,基于广义塑性模型,综合考虑坝料流变和湿化特性,采用三维固结有限元法对300m级超高心墙堆石坝进行变形和应力分析,分别讨论了循环水荷载、坝料流变及湿化特性对大坝长期变形的影响。结果表明,三维固结有限元计算得到的坝体变形满足安全要求,符合土石坝变形基本规律;统一广义塑性模型可反映坝体心墙在循环加、卸载作用下的塑性变形累积现象,流变对超高心墙堆石坝的长期变形有重要影响;大坝长期运行过程中,上游坝壳的湿化特性所引起的大幅湿陷变形是后期沉降的主要原因,同时会导致坝体向上游倾斜;竣工期大坝心墙内存在一定的孔隙水压力,水库蓄水运行后,随着大坝变形趋于稳定,坝体应力分布亦趋于稳定状态。     

考虑不确定性的大坝监测信息异常诊断方法及应用

大坝监测资料分析是一个充满不确定性的复杂非线性问题,常规的分析方法较少考虑监测信息中的不确定性问题,导致分析结果的合理性存疑。因此,基于信息熵理论的重要指标——近似熵研究大坝监测信息中的不确定性问题,利用实际监测数据选取近似熵算法的关键参数,进而评估大坝的运行状态。通过分析混凝土坝坝顶水平位移和土石坝测压管水位,发现近似熵算法能在若干监测信息不确定性条件下较有效地识别大坝监测数据的异常。     

基于遗传和声算法的考虑实际压实质量的土石坝沉降预测模型

鉴于通常采用统计方法预测土石坝沉降时往往假定同一分区的坝料为均质同密度的,但却忽略了实际压实质量差异导致的坝料密度空间分布的不均性问题,利用数字大坝系统实时采集的各坝料分区的压实密度和填筑进度,建立了考虑各坝料分区实际压实质量的土石坝施工期沉降预测回归模型,并利用遗传和声算法对模型的回归系数进行寻优重估,以提高模型的精度。实例应用结果表明,基于遗传和声算法的考虑实际压实质量的土石坝沉降预测模型的计算结果与实际情况更为接近,为土石坝施工期沉降预测提供了一种新途径。     

基于遗传和声算法并考虑实际压实质量的土石坝沉降预测模型

鉴于通常采用统计方法预测土石坝沉降时往往假定同一分区的坝料为均质同密度的,但却忽略了实际压实质量差异导致的坝料密度空间分布的不均性问题,利用数字大坝系统实时采集的各坝料分区的压实密度和填筑进度,建立了考虑各坝料分区实际压实质量的土石坝施工期沉降预测回归模型,并利用遗传和声算法对模型的回归系数进行寻优重估,以提高模型的精度。实例应用结果表明,基于遗传和声算法的考虑实际压实质量的土石坝沉降预测模型的计算结果与实际情况更为接近,为土石坝施工期沉降预测提供了一种新途径。     

高坝极限抗震能力研究方法综述

概述了土石坝和混凝土坝极限抗震能力的研究背景,并对其数值计算和模型试验方法进行了系统梳理和评价。提出在分析模型中应考虑尽可能多的影响因素,在拱坝和重力坝的极限抗震能力分析中,应考虑地基中可能滑动块体的作用和影响。对土石坝而言,建议结合地震波沿坝体放大、坝坡稳定、大坝地震永久变形和液化等因素综合判断极限抗震能力。对混凝土坝而言,建议通过考察坝体是否有贯穿性开裂、坝基交接面(或深层滑动面)的开裂是否已超过灌浆帷幕、动力求解过程是否收敛等来综合判断极限抗震能力。     

沥青混凝土心墙石碴坝设计

沥青混凝土心墙是土石坝的一种新型防渗结构,具有防渗性能高,适应变形能力强,心墙厚度薄,工程量省,抗震性能好等特点,结合重庆马家沟水库工程,分析介绍了沥青混凝土心墙石碴坝的设计。     

测值异常条件下变形监测中误差估计

针对大坝长期变形监测数据序列往往存在异常现象而不能直接采用白塞尔公式计算变形监测中误差,分析了白塞尔公式在大坝变形监测中误差计算中的适用条件,提出了采用监测数学模型计算测值异常条件下变形监测中误差的方法,分别给出了变形测值存在突变及趋势性变化务件下中误差计算的实例,为大坝长期变形监测精度评价提供了一种新的符合实际的计算方法.     

刘家峡主坝新增设扬压孔观测资料分析

扬压力观测是混凝土坝重要监测项目之一,也是规定的必测项目.在1980年工程整体竣工验收时认为,主坝的扬压力观测,只设有一个横向断面,偏少.同时在纵向也未设有观测孔.为了进一步掌握主坝Ⅴ～Ⅵ坝段的扬压力情况,从1980年开始,相继增设了纵向扬压孔6个及Ⅵ坝段横向断面的测压孔.在运行过程中发现,除Z_(6-4)、Z_(7-5)两个纵向孔的测值偏大以外,其他均属于正常.为了确保大坝的安全运行,搞清坝基扬压的分布状态,以及两个纵向孔测值偏高的原因,对观测资料进行初步分析.     

基于投影寻踪—正态云模型的某土石坝安全评价

针对目前大坝安全评价方法中均未考虑评价指标的模糊性和随机性问题,综合考虑土石坝变形、渗流及环境三方面因素构建了土石坝安全评价指标体系,将正态云模型引入到土石坝安全评价中,利用投影寻踪法确定各评价指标权重,提出一种基于投影寻踪—正态云模型的土石坝安全综合评价模型。实例应用结果表明,土石坝安全评价结果为低风险,与实际情况相符。可见所建模型可行、有效。     

飞来峡水库右岸主土坝坝坡稳定性分析

针对土石坝安全鉴定对水库安全稳定的重要性问题,基于对大坝安全鉴定的要求,采用瑞典圆弧法、毕肖普法、工程师团法、罗厄法4种方法验算了8种工况下飞来峡水库主土坝坝坡的稳定性,并结合碾压式土石坝设计规范进行了分析对比.结果表明,各种水位下抗滑稳定安全系数均满足规范要求,为大坝除险加固设计提供了依据,对确保大坝安全运行具有指导意义.     

土工格栅加筋对高土石坝坝坡地震稳定性影响研究

以300m级双江口心墙堆石坝为研究对象,采用有限元动力时程稳定与变形分析方法,研究了高土石坝顶部1/5坝高范围内采用土工格栅加筋措施对坝坡动力稳定与变形的影响。结果表明,采用土工格栅加筋措施后,增强了高土石坝坝顶区堆石体的整体稳定性,坝坡最危险滑弧深度增加,有效提高了坝坡安全系数;土工格栅加筋方案明显抑制了坝坡滑动位移,最小安全系数对应滑弧的累积滑动量减小。随着输入地震动峰值增加,土工格栅加筋方案对坝坡动力稳定贡献越大。     

高土石坝安全监测及其自动化

针对现有监测设计理念和监测方法均无法满足土石坝长期安全监测的现状,提出了在土石坝内设置监测廊道的设计方法,并构建了一套高精度、高可靠性和可维护的监测系统。该系统不仅在施工期可分期实施自动化监测,及时获得绝对位移监测成果,且可在大坝整个生命期实施安全监测,为高土石坝工程安全监测及自动化提供了参考。     

免棱镜全站仪在某滑坡变形监测中的应用

免棱镜全站仪应用于大型水电工程变形监测时的观测精度一直为关注的重点,将GPS、有棱镜、无棱镜三种测量模式同时应用于黄河拉西瓦水电站工程某滑坡体的变形监测,并从平面和竖向位移等方面对各观测结果进行对比分析。试验结果表明,三者监测结果一致,而徕卡TS30免棱镜全站仪精度高、测量可靠、工效高、危险性低,可代替GPS测量或有棱镜进行变形监测。     

极端气候条件对某土石坝稳定特性的影响研究

受全球气候变化和人类活动的影响,干旱、降雨等极端气候导致水库大坝产生了滑坡等灾害,同时碾压式土石坝设计规范未考虑蒸发、降雨对大坝坝坡渗流和稳定性的影响。对此,构建了某土石坝有限元计算模型,研究了蒸发、降雨和库水位作用对土石坝孔隙水压力、浸润线和坝坡抗滑稳定安全系数的影响,并结合地勘和监测资料分析了滑坡的成因机制。研究结果表明,蒸发、降雨对下游坝坡0～2 m范围土体的孔隙水压力影响较大;测压管实测水位与有限元计算浸润线差值小于0.4 m;初始阶段蒸发作用提高了坝坡稳定性,但蒸发作用导致坝体表层填土不断收缩、开裂,为降雨入渗提供了通道,随着降雨、蒸发循环次数的增加和库水位上升,裂缝不断增加,裂缝底部附近的局部滞水区相互连通形成饱和带,从而导致大坝下游浅层坝坡失稳破坏;研究结果为完善土石坝设计规范和水库大坝滑坡预警提供了科学依据。     

便携式大坝监测数据采集装置研制与应用

国内大坝安全监测工程人工观测普遍采用振弦式、差阻式仪器便携设备,无批量自动采集功能,人工观测、比测时存在观测数据串点、漏测及数据入库烦琐等问题,且现场携带多个采集设备不方便.为此,张河湾公司针对现场实际情况,研制了便携式大坝监测数据采集装置,并在张河湾抽水蓄能电站试用.从运行情况来看,便携式大坝监测数据采集装置观测精度高,操作简单方便,满足大坝安全监测工程人工观测和比测的需要.     

碧口土石坝外部变形监测分析与安全性态评价

在介绍碧口土石坝安全监测系统布置和资料系列的基础上,系统分析和研究了其外部变形实测数据过程线和特征值统计表,对坝体和混凝土建筑物的垂直位移和水平位移进行时空定性分析,从而对其安全性态进行评价,并讨论了土石坝原型监测资料分析中的一些问题。综合分析认为,碧口土石坝坝体和混凝土建筑物外部变形相对较小,基本趋于收敛稳定。     

深覆盖层土石坝三维有限元应力应变分析

采用邓肯张E-B非线性模型对某深覆盖层坝基上沥青混凝土心墙土石坝进行了三维有限元应力应变分析,采用无质量地基模拟坝基和山体对坝体沉降变形和应力的影响,给出了深覆盖层上坝体的应力和变形特点,特别是沥青混凝土心墙上的应力、位移分布特点,为大坝的安全设计提供理论依据。