混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法

温控防裂与横缝工作性态调控是混凝土拱坝施工期面临的两大难题,而冷却通水策略是控制拱坝混凝土安全、横缝开合的关键因素。为此,本文提出了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法,并综合应用智能化控制理念、仿真分析工具、自动控制技术构建了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制系统。分析表明,该系统有效调控了坝体应力与横缝工作性态、充分发挥了混凝土材料性能、大幅提升了温控施工效率,实现了拱坝温控防裂与横缝性态调控的多目标智能优化。     

振动频率对堆石料压实质量监测指标的影响

振动压实过程控制是土石方工程碾压施工的发展方向。通过压实质量连续监测技术可以实时评估当前压实质量,通过振动频率优化技术可以提高压实质量和效率,但目前关于振动频率对压实质量监测指标影响的系统研究较少,这限制了两种技术的结合和发展。为研究振动频率对振动加速度频域类压实质量监测指标的影响,采用不同的振动频率进行堆石料现场碾压试验,分析振动频率大范围变化时对压实计值CMV的影响及原因。结果表明,各振动频率下的CMV与碾压遍数均具有较强的线性相关关系,其可以作为堆石料压实质量监测指标。振动频率对CMV的影响可分为三个区域,即近共振频率区域,低于共振频率区域和高于共振频率区域。共振频率区域振动轮-土相互作用力较大,振动非线性强烈,CMV最大;低于共振频率区域振动轮-土相互作用力较小,不发生跳振,CMV比共振区域的小;高于共振频率区域随着振动频率增大,振动轮-土相互作用减小,CMV减小。     

基于GeoStudio的某土石坝整治前后渗流及坝坡稳定分析

针对由于下游排水棱体失效而导致某土石坝坝体浸润线比较高、坝坡安全系数不能满足规范要求的情况,通过削坡和重建排水棱体对其进行整治,再利用GeoStudio2007软件对该土石坝的稳定渗流期进行有限元分析,对比分析整治前后的渗流场和坝坡抗滑稳定性,验证了整治措施对坝体渗流和稳定性的改善作用。     

利用CMV评估堆石料压实质量的神经网络模型

土石坝压实质量对大坝安全至关重要,通过压实质量评估模型可实现对压实质量实时监控。传统碾压施工采用固定的碾压方案,碾压参数在碾压过程中不改变,而在智能压实过程中,碾压参数根据当前压实状态进行优化调整,因此压实质量评估模型必须考虑碾压参数。通过堆石料现场碾压试验,分析了压实计值（compaction meter value,CMV）与堆石料相对密度和碾压参数的相关性。结果表明,CMV与堆石料相对密度具有较强相关性,可作为堆石料压实质量监测指标,碾压机振动频率和车速对CMV影响显著,行驶方向对CMV影响较小。最后基于现场试验和径向基（RBF）神经网络,建立了考虑碾压参数变化的堆石料压实质量评估模型。与试验结果对比表明该模型具有较高精度。     

土石坝压实的智能控制理论

有效的压实质量控制对于土石坝的安全和稳定运行至关重要,为此提出一种“智能决策+自动控制”的土石坝压实的智能控制理论。该理论采用三元论的理论结构形式,基于人工智能算法和运筹学,智能决策单元从全局角度给出最优压实计划,“底层”即执行机构的控制问题采用自动控制理论通过双闭环控制模式实现压实过程智能控制。应用实例表明,提出的智能控制理论可实现土石坝压实过程的智能控制,在确保压实质量的同时可提升压实效率。该理论不仅可为土石坝的智能建造提供关键理论和技术支撑,也在公路、铁路、机场和堤坝等工程中具备广泛应用前景。     

基于闭环反馈控制和RTK-GPS的自动碾压系统

有效控制坝体的填筑压实质量是保证土石坝安全的关键。为此提出了一种基于闭环反馈控制和RTK-GPS的自动碾压系统,可实现碾压机精确导航和自动碾压作业。该系统包括远程监控装置和机载自动导航控制装置,拥有自动碾压、遥控碾压和人工碾压三种工作模式,具有设备间无线通讯、自动点火启动、调速、转向、刹车功能。此外,该系统采用A*算法实现整体和避障局部路径规划,并结合RTK-GPS技术实现自动导航功能。通过工程实例研究表明,提出的自动碾压系统既能保证在特殊或紧急情况下碾压施工正常进行,又可解决相邻作业面间漏碾、交叉、重复碾压的问题,显著提高压实作业施工质量和效率。该系统具备较大的实际应用价值,可应用于水利、公路、铁路、机场、港口等土石方工程,尤其适用于危险环境或极限条件下的填筑碾压作业。     

土石材料振动压实模型综述

振动压实模型可用于分析振动碾压机与土体相互作用,理解振动压实机理。介绍了振动压实模型发展现状,根据模型特点进行分类并选取一些代表性的模型进行介绍。振动压实模型包括黏弹性模型与黏弹塑性模型,其中黏弹性模型包括线弹性模型和非线性弹性模型,黏弹塑性模型包括不对称滞回模型和包含塑性原件的黏弹塑性模型。通过对模型特点的介绍,指出了现有模型的优点和存在的不足,并提出振动压实模型应当合理考虑土体变形的黏弹塑性性质和碾压机行走的影响,为压实质量连续监测和压实过程优化提供理论基础。     

大坝智能建造理论

本文回顾了大坝建造发展历程,总结了大坝智能建造的发展趋势和关键技术,梳理了大坝智能建造的关键问题与智能控制的关系,提出了大坝建造的智能控制理论,详细阐述了智能控制的概念、定义、特征、理论结构、要素,明确了"智能决策+自动控制"为智能控制的两大核心要素,构建了"自主感知与认知信息、智能组织规划与决策任务、自动控制执行机构...     

大体积混凝土结构温度应力智能控制理论

温度致裂是大体积混凝土施工期面临的难题，而温度应力控制是防裂控裂的关键，为此提出了一种基于人工智能、运筹学、自动控制和数值仿真交叉型新四元理论结构形式的大体积混凝土温度应力智能控制理论。基于该理论实现的温度应力智能控制系统包含全面感知、智能决策和自动控制三部分，全面感知单元采集分析各类施工条件、材料性能及仿真计算数据，智能决策单元通过全局优化方法给出最优冷却通水策略，自动控制单元依据优化策略实现双闭环控制。应用举例表明，提出的大体积混凝土温度应力智能控制理论可实现混凝土浇筑全过程温度应力的智能控制，在确保每一仓混凝土施工期温度应力均符合安全要求的基础上充分发挥材料的性能。     

碾压参数对振动压路机-土动力系统的影响

为研究碾压参数对振动压路机-土动力系统的影响,在完全压实的堆石料上采用10种振动频率和3种车速进行现场振动碾压试验。分析了振动频率和车速对土体测量刚度、振动加速度、滞后相位角和地基反力的影响。结果表明,土体测量刚度在频率为12～18 Hz时随频率增大而增大,振动频率大于18 Hz时在振动减摩效应下,土体测量刚度迅速减小且趋于稳定;土体测量刚度随车速的减小而增大。振动加速度随频率的增大而增大,但因振动减摩而导致土体刚度减小,振动加速度增大趋势与理论分析结果相比减缓;在共振频率之上振动加速度随车速减小而增大,共振频率之下结果与其相反。滞后相位角随频率增大和车速增大而增大。地基反力在共振频率处最大,大于共振频率时缓慢减小,小于共振频率时迅速减小;地基反力在频率大于24 Hz时随车速减小而增大,在频率小于24 Hz时变化不明显。