深厚覆盖层上高土石坝防渗墙裂缝渗流分析模型及应用研究北大核心

深厚覆盖层上修建混凝土防渗墙在其施工和运行期由于多种原因而容易发生裂缝,可能影响覆盖层地基的渗透稳定性,对工程安全造成难以估量的影响。为有效地求解深厚覆盖层上高土石坝防渗墙裂缝渗流问题,在改进节点虚流量法的基础上引入无厚度的缝单元来模拟防渗墙裂缝渗流行为。以瀑布沟深厚覆盖层工程渗控为例,计算了混凝土防渗墙裂缝未充填和充填下的三维渗流场,得到不同裂缝条件下渗流场的水头分布、浸润线以及渗漏量,系统分析了深厚覆盖层地基中混凝土防渗墙垂直裂缝条件下的稳定渗流场规律和特点。结果表明,该方法能对渗流逸出点和浸润线能准确定位,并能很好地模拟混凝土防渗墙裂缝对坝区渗流场的影响,可以为该类问题的分析提供参考。     

粗粒料级配缩尺中相似比例对密度影响的试验研究

针对粗粒料密度研究中变量复杂问题,为探究不同相似比例n值对试验材料密度变化的影响规律,以红石岩堰塞坝料的两条代表性级配为研究对象,在相同的试验条件和参数标准下,分别研究不同变量指标对密度的影响。结果显示:最大干密度和最小干密度均随相似比例n值的增加呈先增加后减小的变化趋势;同时,由于相似比例n值的不同引起了其它级配特征值的变化,材料P_5含量在小于30%范围内变化时对最大干密度的影响较为明显,随P_5含量的增大呈增大趋势;C_u/C_c对密度的影响与P_5相似,下凹型级配中最大干密度和最小干密度随中值粒径d_(50)增大呈先增大后减小,总体趋于减小的变化规律。结果表明:相似比例n值会影响材料之间粗细颗粒的填充关系,对下凹型级配曲线密度产生明显影响,对平均级配曲线影响较小,室内试验时需选择适宜的相似比例。     

惰性污染因子Cl-迁移特性的离心模拟试验研究

污染因子在土壤中迁移机理在室内多采用土柱试验开展研究,但对于低渗透性土壤(10-5cm/s),由于土壤渗透过程极其缓慢,其试验过程漫长甚至无法完成试验。离心模拟试验技术不但能够模拟重力场,而且也可以模拟污染物的迁移过程。本文利用LXJ-4-450 g-t离心机,通过专门研制的离心模拟试验装置,对惰性污染因子Cl-在低渗透性饱和黏土中的长期迁移规律进行了离心模拟试验研究,并对其在低渗透性饱和黏土中的迁移规律进行了模拟分析。研究结果表明,对低渗透性黏土采用离心模拟试验开展污染物迁移规律的研究可极大提高试验效率和可靠度。     

岩土工程研究的探索与实践

介绍了中国水利水电科学研究院岩土工程研究所50年来主要科研领域的发展变化，以及在科学研究和技术开发方面取得的主要成果，内容包括土力学及工程、岩石力学与工程、土工抗震、渗流控制、土工离心模型试验、爆破工程、燃煤电厂灰渣性质及其贮放技术等。同时提出了岩土工程研究所在今后一段时期内的重点科研方向。     

低应力条件下的岩土工程问题

结合实际工程建设需求,对工程建设和开发中涉及低应力条件的岩土工程问题进行系统的总结和分析,包括未来月球资源开发,土工构筑物浅层土体的变形和稳定,地基地震液化,室内和原位试验的判释和应用等。国内外目前的研究多关注土石料在中、高应力条件下的工程性质,对低应力条件下土石料工程性质研究很少且研究结论有相悖之处。在应用中低应力区的土石料计算参数取值通常与中、高应力条件下获得的强度和变形参数一致,而土石料的强度和变形性质对应力条件有很强的依赖性,不同应力条件下土石料的强度和变形特性可能差异较大,这种计算参数取值方法的适用性存在疑虑。建议对低应力条件下土石料静、动力工程性质开展系统的试验研究,在此基础上,研究能够反映低应力条件下土石料工程特点的本构模型,为土工结构低应力区土石料参数设计标准的选择及土工结构数值分析中低应力区材料参数取值提供科学依据。     

粉煤灰的压实

粉煤灰的主要粒径组成是粉土粒，其压实设计方法需击实法和相对密度法并用，并取其中要求高的密度作为设计填筑密度。本文通过大量的粉煤灰击实试验和相对密度试验，分析了试验方法对设计密度的影响。同时，与粉煤灰现场碾压试验进行了对比，其结果显示，碾压灰很难达到0．95倍的最大击实干密度，或者0．65～0．75的相对密度。碾压灰的高设计干密度给施工带来一定的难度，从室内试验结果看0．87倍最大干密度的压实灰体同样具有良好的力学性质，因此，认为实际应用中粉煤灰的压实系数可以低于土壤的压实系数。     

基于图像识别技术的土石料级配检测系统

本文开发了一种基于图像识别技术的土石料粒径级配检测系统。该系统修建在土石料填筑现场,通过对车辆运送的土石料进行拍照,将图片传输到识别系统,采用图像识别技术,分析土石料粒径并绘制级配曲线以判断土石料是否满足设计包络线要求。在此基础上,设计建造了一个小型土石料粒径识别系统样机,选取不同粒径范围的石英岩土石料,将图像识别得到的级配曲线与传统人工筛分法得到的级配曲线进行对比,发现二者级配曲线吻合度较好。表明本文开发的土石料级配检测系统是稳定可靠的,可以运用于现场坝料级配检测。     

联合时序分解和深度学习的高土石坝变形预测北大核心CSCD

针对高土石坝变形监测时间序列复杂的非线性、非平稳性等特点,提出了一种沉降变形预测的组合方法,可更好兼顾土石坝变形的长期发展趋势和波动特性。利用基于局部加权回归的季节性趋势分解法将变形监测历史数据分为趋势、周期和残差分量;采用长短期记忆神经网络模型分别学习趋势、周期和残差序列趋势特征并预测,汇总各分量预测结果得到大坝位移的预测值。为定量评价和比较预测结果,引入三个评价指标,并将预测结果与季节性差分自回归滑动平均模型、长短时记忆神经网络模型及其组合模型的预测结果进行对比分析。本文联合时序分解和深度学习的组合模型具有更高的预测精度和较好的稳定性,能够较好体现土石坝变形的长期趋势和随水位的波动特性。     

美国奥洛维尔水库的工程安全管理问题简析

2017年2月,美国加利福尼亚州奥洛维尔水库出现了严重的溢洪道冲刷破坏事故,引起国际水利水电工程界强烈关注。本文分别介绍了美国地方政府所属大坝的安全管理基本情况和加利福尼亚州所辖大坝安全管理情况,探讨了奥洛维尔工程安全管理存在的问题,分析了工程应急响应的组织模式。从工程安全管理上看,奥洛维尔水库事故出现事故的原因,核心在于安全管理权责不匹配、责任缺位与越权管理并存;监督检查流于形式、运行维护费用投入不足、风险评估不科学等,也是导致事故出现的管理方面原因。     

宽级配粗粒土数值试验微观参数的敏感性分析

在离散元数值试验中,微观参数的取值直接决定着宏观参数。目前微观参数的研究多针对窄级配土、小尺寸的试样,基于宽级配粗粒土微观参数的研究较少。本文采用离散单元法,根据某水利工程宽级配粗粒料试验级配,采用常规大型三轴压缩试样尺寸,分析了线性接触模型中颗粒接触刚度和颗粒摩擦系数等微观参数对初始弹性模量、初始体积模量以及峰值强度的影响规律。研究结果表明:(1)初始弹性模量和初始体积模量均随着刚度比的增大而减少,当刚度比较大时,峰值强度表现为明显的下降趋势;(2)颗粒摩擦系数的大小对峰值强度的影响显著,当摩擦系数小于0.8时,对初始弹性模量和初始体积模量的影响较大。建议针对大尺寸试样、宽级配条件的数值试验刚度比取值范围为1.0~5.0,摩擦系数取值为0.4~0.8。