分形理论在水闸闸基渗流分析中的应用

针对水闸监测数据信息量大、错综复杂、彼此存在相关性的特点,将分形理论应用于水闸安全监测数据分析研究中,对闸室底板渗压时间曲线的盒维数进行分析。结果表明,测点的分形盒维数可反映与渗流相关的地基均匀程度、复杂程度、相邻测点的自相似性,且测点的渗压值曲线变化复杂程度与该点的盒维数大小成正比。采用分型理论对水闸监测数据分析可获得整个闸室底板渗压值全场变化规律,为水闸安全提供保证。     

大孔口拱坝工作性态研究

拱坝坝身开设大孔口对拱坝工作性态影响较大,对此,根据某坝身开设大尺寸泄洪孔的拱坝初设体型,建立了可反映坝址地形地质条件的有限元模型,研究了该拱坝初设体型、无联系梁及拱坝加高3种方案下的应力分布规律,并对坝基面进行等效应力处理。结果表明,联系梁完全失去作用时坝体仍能安全运行,拱圈加高后对减小坝体应力无显著效果,初设体型在等效处理后的应力大小满足规范要求,证明了该拱坝的初设体型的设计合理性,为工程的后期建设和安全运行提供了指导。     

燕山水库溢洪道水闸闸墩和闸底板温控设计

针对大体积混凝土施工期温控能防开裂并确保工程结构安全的特点,基于燕山水库基本资料对水库溢洪道水闸闸墩和闸底板进行了温控设计和计算,获得了温升、温差等相关参数和指标,并提出了浇筑方案和建议,既降低了成本,又确保了工程质量.     

软土地基上土工格栅加筋堤防工作性态数值分析

鉴于软土地基上土工格栅加筋堤防工作性态的预测和评价是工程设计中的关键技术之一,结合某水利工程中软土地基上的土工格栅加筋堤防结构,采用大型岩土工程专业分析软件FLAC3D对该加筋堤防运行期的受力变形特性进行了数值分析,获得了堤身应力及塑性区范围、筋材的应力分布、地基及堤身的沉降和侧向变形等工作性态规律。计算结果表明,堤身底部土工格栅加筋效果较好,能有效减小地基水平位移和堤身塑性区范围,但当加筋层数超过两层后,加筋效果不再明显。     

基于Mooney-Rivlin模型的充水式橡胶坝工作性态研究

鉴于坝高、内压比是橡胶坝最重要的参数,考虑材料非线性和几何非线性,基于Mooney-Rivlin模型,建立了不同坝高、内压比的橡胶坝有限元模型,计算其应力和位移,分析了坝高、内压比对橡胶坝工作性态的影响。结果表明,在设计工况下,坝体最大应力位于坝袋与底板锚固处,最大位移位于坝顶偏下游侧;坝高越高、内压比越大,坝体最大有效应力及最大位移也越大。可见在满足需要的情况下,应选择较小的内压比及较低的坝高。     

基于BIM和图像识别技术的水闸闸墩浇筑高度识别方法

水利工程施工进度不仅影响工程建设成本,还可能因度汛问题影响工程安全。基于BIM技术和图像识别技术提出了一种虚实结合的闸墩浇筑高度识别方法。利用BIM技术建立闸墩虚拟模型,可得到不同闸墩浇筑高度的虚拟图像数据集;采用改进后的深度学习算法Vision Transformers对闸墩浇筑高度虚拟数据集进行训练学习,得到能够识别闸墩浇筑高度的识别模型;在实验室建立闸墩真实模型,模拟不同闸墩浇筑高度,利用摄像机获取闸墩不同浇筑高度实景图像,再利用经过训练的识别模型对实景图像进行验证。结果表明,所得模型能够精准识别闸墩浇筑高度的实景图像。该方法可推广应用于水利工程主体建筑物的真实施工进度识别,也可为数字孪生水利工程建设提供支撑。     

砂砾石地基上水闸闸墩下局部灌浆效果及合理范围分析

水闸通常需要进行地基处理,以降低差异沉降和底板应力。根据水闸荷载集中在闸墩上的特点,提出了一种在闸墩下的砂砾石地基局部灌浆的处理方式。结合工程实例,通过有限元软件ABAQUS计算和比较地基局部灌浆前后闸底板的应力,该地基处理方式降低了底板应力。比较不同灌浆范围时闸底板的最大拉应力,发现当地基局部灌浆区域总宽度与闸室宽度的比值约为35%时,闸底板最大拉应力的降幅效果最好。     

某泄洪水闸上部结构动力响应分析

大量震害表明水闸上部结构是地震作用下易发破坏部位,然而规范并未对其抗震性能作专门要求,众多水闸设计中并未将上部结构与主体结构作为整体分析。以西北某水闸为例,采用动力时程法分别计算了水闸整体结构、下部主体及上部结构的动力响应,对比分析了各个结构的动力响应,探讨了上部结构与下部结构之间的相互作用。结果表明,相比于单独承受地震作用,上部结构和下部结构作为一个整体时,水闸会出现显著的鞭梢效应,且下部结构的地震能量会向上部转移。建议水闸设计时考虑上部结构的影响。     

基于ANSYS的复杂块基式泵房结构工作性态研究

针对传统计算方法不能反映块基式泵房复杂空间结构相互作用的问题,为了解泵房整体结构工作机理,以江苏省某块基式泵房结构为例,基于有限元理论,借助ANSYS软件建立了包含流道层、电机层、厂房结构及地基的块基式泵房和地基整体结构三维有限元模型,模拟了泵房结构在各荷载组合工况下的工作性态。考虑了钢筋混凝土材料的弹性、土体材料的弹塑性及结构和地基接触面的非线性行为,得到了泵房结构的位移、应力及基底应力分布,为块基式泵房结构的设计和施工提供了重要技术依据。     

边荷载对水闸地基沉降与底板内力的影响研究

基于三维有限元分析软件ANSYS,建立了考虑闸室、岸墙、地基相互作用的三维有限元整体模型,分别对岸墙为空箱式结构和水泥土结构的两种不同方案的框架式闸室结构进行了计算分析、对比后,选择前者为最优方案。     

碗米坡预应力闸墩三维有限元分析

应用三维有限元数值分析方法对坝基、坝体、闸墩、混凝土锚块及预应力锚索在内的整体模型进行应力和变形计算。研究结果表明，预应力闸墩具有整体稳定性，在各种荷载的组合效应下整个墩体的变形和应力分布满足设计要求。     

姜唐湖闸基渗流特性和优选渗控方案研究

运用有限元，对姜唐湖进洪闸成层地基三维渗流场进行求解，得出闸基渗流场等水头线的分布规律。重点对该闸设计防渗体系中的水平混凝土铺盖和垂直混凝土地下连续墙的防渗作用进行了论证分析，得出该闸可以去铺盖而加强地下连续墙的优选渗控方案的结论。     

基于改进广义灰色关联分析法的水闸安全评价指标的选取

针对目前建立水闸安全评价指标体系时存在的随意性,为水闸安全评价指标选取工作提供理论基础,提出一种基于离差最大化法的分配系数计算方法,将绝对灰色关联度和相对灰色关联度有机结合起来,形成了基于改进广义灰色关联度法的筛选指标机制。将该法应用于水闸安全评价的指标筛选中,得到了较为合理的水闸安全评价指标体系。     

水库水闸设计分析

设计水闸必须有正确的和足够的资料,以便作出符合实际的设计.在以往的水利建设中,有不少工程,由于资料搜集不完善或者不正确,致使有的工程重新设计,有的工程不得不临时停工,或给施工带来很大的困难,甚至于造成失事等等.这样的教训不少,应予以重视.     

护目镜式水闸结构及稳定分析

针对护目镜式水闸上部结构特殊、受力条件复杂致使对其进行结构及稳定分析难度较大的问题,以山东省某护目镜式水闸为例建立了三维有限元数值模型,采用ANSYS软件计算了闸室段各部位及基底的应力状况,得出拱形桁架及闸门槽部位承受拉应力较大,配筋及实际施工过程中应予以重点关注。同时对护目镜式水闸的安全稳定性进行了评价,指出护目镜式水闸是一种安全新颖的水闸型式。     

基于Excel的水闸安全评价系统开发与应用

为克服传统水闸安全评价方式速度慢、主观性强、针对性弱等缺点,利用Excel软件开发了水闸安全综合评价系统,该系统不仅可进行水闸整体安全评价,还能获得水闸各组成部件的评价等级与健康状况。实例应用结果表明,该系统对水闸安全评价的结果与水闸安全鉴定报告评判结果一致,且客观准确、简单实用、稳定可靠,大大提高水闸安全鉴定工作效率,节约了除险加固资金,具有一定的推广应用价值。     

碎石桩加强软土地基的数值模拟研究

用碎石桩加强软弱土地基是水利工程中最常用的地基改良技术之一,但桩土界面处的显著水力梯度会促使粘土颗粒迁移到碎石桩孔隙中,导致阻塞,进而对软土的固结速率产生不利影响。同时,碎石桩的承载力大小主要取决于周围软土提供的侧向约束,而在深度较浅处所受围压较小,碎石桩可能发生侧向变形进而凸胀破坏。因此,基于快速拉格朗日有限微分数值模型,深入研究了碎石桩加固软土地基的荷载-沉降和固结特性,且分析了阻塞和侧向变形因素的影响。另外,模型还引入了时间变量,探讨了阻塞效应、荷载传递、横向变形随时间变化的特性,计算结果与实际情况有很好的一致性。