粘土水泥系列浆材流变性能研究

粘土水泥系列浆材性能优越,价格低廉,可广泛应用于库堤防渗、灌浆加固、溶洞充填、垃圾填埋防护等工程中,其流变性能对灌浆施工及防渗加固效果的影响不可忽视。利用Brookfield+R/S流变仪系统研究粘土水泥系列浆材的流变性能,包括流变模型、粘度时变性和触变性,进而根据其各自流变性能分析其适用范围。结果表明：粘土水泥浆材的流变性能与水固比及粘土掺量有关,其初始粘度较普通水泥浆大,扩散范围可控,在大空隙多孔地层使用适宜配比的粘土水泥浆材进行防渗灌浆,可很好地解决跑浆、串浆的问题,提高灌浆效益;粘土水泥膏浆的流变性能主要与固化剂掺量有关,其初始屈服应力及粘度大,具有良好的抗水流冲释性能,可用于地下动水条件下的防渗堵漏;粘土水泥砂膏浆流变性能与固化剂掺量和砂灰比有关,添加砂料后,初始屈服应力及粘度更大,不易流失,可作为溶洞填充材料,节约工程成本,是耗浆量大的地质条件防渗的优选灌浆材料。     

适于富水岩溶大孔隙地层防渗加固的水泥砂膏浆

富水岩溶大孔隙地层灌浆是基础处理的一个难题,地层的充填、防渗以及加固要求高,以往常采用砂浆或水泥膏浆进行处理,存在砂浆抗水冲释性能差及水泥膏浆可控性弱、浆液浪费严重等不足。基于膏浆良好的可控性、抗冲释性及砂浆的骨架和填充加固作用等优势,通过大样本长周期室内试验,研制了一种可用于富水岩溶大孔隙地层灌浆充填的新型可控水泥砂膏浆材料。研究表明:水泥砂膏浆与水泥膏浆及砂浆相比,浆液析水率降低至0%~3%;流动度最低可达到10~20 cm,凝结时间在2~30 min内可控可调,浆材具有较高的黏度和初始屈服应力;在流速为0.4~0.6 m/s时,浆材抗水流冲释后的留存率达到85%;浆材的结石率近100%,28 d的抗压强度达到10 MPa左右;浆材成本与普通水泥膏浆相当,且具有环保等方面的社会效益。通过实际工程应用,水泥砂膏浆是富水岩溶大孔隙地层防渗加固的优选材料,但在应用时注意可泵性。     

大坝小流量渗流量仪的应用研究及完善升级

为解决大坝小于1 L/s渗流量主要依靠人工测量的问题，采购了一款大坝小流量自动监测渗流量仪。经安装应用，发现仪器存在测量后排水不便收集、传输距离较短、结构较为复杂等一些问题。对仪器进行了完善升级，通过测量与引流分离结构设计，解决了原仪器排水口随测量容器旋转，造成排水不便收集的问题；通过密封件的设计，增加了仪器的传输距离，减少了现场模块数量，降低了现场安装使用成本；去掉了一些轴承装置和支撑固定部件，简化了仪器结构，降低了生产成本；通过增加引流装置和液位开关起始计时位置设计，进一步提高了仪器的测量精度。对完善后的仪器进行了厂内性能测试、现场人工比对和现场试运行，试验数据表明，通过仪器完善升级，方便了排水收集、增加了传输距离、简化了仪器结构，同时还提高了仪器的测量精度，具有更广的应用前景。     

五强溪水电站大坝变形预测模型研究

基于逐步回归法、偏最小二乘回归法和长短期记忆(LSTM)循环神经网络，构建了五强溪水电站大坝变形预测模型。采用拉伊特准则确定可靠的监测数据，基于可靠的监测数据，构建考虑水压、温度、时效因素的混凝土重力坝变形预测逐步回归和偏最小二乘回归模型，根据五强溪大坝坝顶J23测点2006年～2020年的监测资料获得该测点的沉陷曲线逐步回归和偏最小二乘回归预测模型。根据数值试验，选定的LSTM模型包括2个LSTM层，激活函数采用整流线性单元函数，输入序列长度为20。训练集数据取2006年～2017年的监测值，2018年～2020年的监测数据作为测试集数据。采用随机搜索对LSTM循环神经网络的超参数进行优化。比较3种模型结果可知：3种模型在沉降曲线的预测效果均较好；偏最小二乘回归法能合理地解释各分量；训练数据足够时，LSTM循环神经网络的预测精度非常高；采用偏最小二乘法回归模型或LSTM模型预测J23测点变形更为妥当。