某水电站坝肩堆积体力学参数及滑动边界探讨

堆积体稳定性计算成果直接影响工程的造价和施工方案,计算成果准确与否与两方面因素-堆积体强度参数和边界条件密切相关,而堆积体强度参数和边界条件的研究和确定较为复杂,尤其是这类滑动边界和强度参数不同于滑坡中的滑带易于查明和确定。以大渡河下游某水电站左坝肩堆积体为典型实例,对没有贯通滑带控制的和反演条件不充分的这类堆积体进行了探索性的研究。通过地质分析和滑动边界,采用最大剪应力法进行搜索分析,潜在滑面主要通过中部性状较差的碎石夹粉质黏土层而形成;堆积体强度参数采用工程类比、室内大型试验和反演法综合确定。结果表明,以地质分析为基础进行的数值计算与定性分析较为吻合,可为进一步的工程研究提供依据。     

基于三维元胞自动机的堆积体力学特性研究

基于三维元胞自动机模型,提出一种新的模拟堆积体三维细观结构的随机模拟模型,将其应用于堆积体的颗粒流模拟,针对整个过程自行开发CARS自动建模程序,可实现数值模型快速、准确的建立,为堆积体力学行为的模拟提供了新的建模方法。运用三维直接剪切试验对其力学特性进行研究,研究表明,堆积体表现出典型的全应力-应变曲线特征,由于土体与石块的相互挤压、咬合,导致其剪应力-剪切位移曲线会出现两次以上的爬升。堆积体的粘聚力随着含石量的增加呈现下降的趋势,内摩擦角随着含石量的增加基本呈现直线上升的趋势。     

基于遗传模拟退火算法的新安江模型参数优选

结合新安江模型参数的特点,在分析传统遗传算法和模拟退火算法各自优缺点的基础上,将模拟退火算法与传统遗传算法相结合的混合算法运用于新安江模型参数优选中,并应用于实际径流预报.实例表明,该方法能快速地完成参数寻优,并找出较为满意的参数最优解.     

云南地区降雨诱发堆积体边坡失稳的力学机理研究

通过对云南地区２９起典型滑坡地质灾害的调查,以及丽江、香格里拉气象站的典型降雨历史数据分析,研究了滑坡与降雨之间的关系,提出了多值型和单值型两种降雨模式;以此为基础,运用ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ软件的ＳＥＥＰ／Ｗ、Ｓｉｇｍａ／Ｗ模块分析了不同降雨模式下堆积体边坡的渗流、基质吸力及位移等物理量的响应规律,探讨了堆积体边坡失稳的力学机理:降雨入渗造成了坡体的应力调整,持续降雨下坡脚处应力集中,塑性区由坡脚处最先产生,不断向上扩展,最终贯通诱发边坡失稳。     

某水利枢纽坝前堆积体强度参数取值及稳定性评价研究

某水利枢纽坝前左岸存在一堆积体,该堆积体的失稳将给工程带来不利影响。在分析该堆积体工程地质特征基础上,通过大剪试验、测量自然坡角和统计平洞弃渣坡角获得了堆积体及滑带的强度参数,并采用毕肖普条分法(圆弧搜索滑动面)、传递系数法(非圆弧整体滑动)和摩根斯坦法对坝前堆积体进行了稳定性计算分析。结果表明:堆积体在天然状态下处于稳定状态,在水库蓄水及地震影响下将发生失稳。     

某水电站坝址左岸堆积体强度参数试验研究

 以某水电站坝址左岸堆积体为例,采用室内土工试验中大剪试验和三轴试验 2 种试验方法,测得碎石土的抗剪强度参数并进行对比分析。试验结果表明,三轴试验比大剪试验测得的碎石土抗剪强度参数值更真实、准确。并进一步提出 2 种试验结果的适用条件：大剪试验中的快剪适用于渗透系数小、受荷速度快的高塑性粘土,各向异性且剪破面未知的土体不宜采用快剪,对于渗透性较强的粗粒土 , 快剪的结果较三轴试验差异较大;三轴试验中的不固结不排水试验适合于一般粘性土、砂类土,但特易扰动土除外 , 其试验结果较接近实际。     

基于遗传算法的物理力学参数反演

基于遗传算法的直接随机寻优特性,首先介绍了采用实数编码遗传算法反演物理力学参数的基本步骤,然后在三维有限单元法的基础上,结合水平位移等大坝安全监测资料,提出了大坝坝体弹性模量和坝基变形模量的反演方法。并结合某重力坝8#坝段的安全监测资料,利用该方法反演得到了该大坝坝体弹性模量和坝基变形模量。算例表明,采用遗传算法—三维有限单元法反演大坝坝体及坝基的物理力学参数是可行的。     

基于快速模拟退火算法的混凝土热学参数反演分析

就混凝土温控防裂的复杂问题,需要进行参数反演识别,进而开展施工反馈研究,调整温控防裂方法,指导工程混凝土的现场施工。混凝土热学参数反演问题可作为一个优化问题,经比较模拟退火优化算法能够在混凝土热学参数识别的反演计算中得到相对快速的收敛解。针对此开发了计算程序并在一实际水闸工程的施工中进行了成果的应用,使16孔的水闸工程在严寒季节中顺利建成,且没有出现裂缝。     

大理岩卸荷变形特征及力学参数研究

岩体在开挖工程中卸荷,岩石轴向应力增加径向应力减小,可采用升轴压卸围压三轴试验模拟开挖过程。使用电液压伺服可控制刚性试验机,对取自某水电站的标准岩样进行常规三轴和升轴压卸围压三轴试验,根据两种试验方法下获得的应力、应变等试验数据分析得出了如下结论:(1)大理岩变形模量损伤因子M和初始围压σ3、泊松比损伤因子N和初始围压σ3均呈二次非线性关系。(2)侧向变形速度明显加快,宏观上表现出扩容,有较强的张性破坏特征,在围压相等的条件下卸荷,张性裂隙沿着两个方向发展,直至破坏。更多还原     

三峡工程岩石力学参数研究

本文考虑影响选择岩石力学参数的各种因素,对三峡岩体结构面、混凝土与基岩抗剪强度及岩体变形模量等力学参数进行了选择,其定量计算结果可供工程建筑物设计参考。     

基于变位监测的边坡力学参数反演分析研究

水利工程的反分析主要应用在水工隧洞、高大边坡及大坝等方面,其中高边坡的反演分析范围最为广泛。文章以高边坡工程为研究对象,结合变位监测统计数据,基于遗传算法网络模型计算出边坡物理力学参数,通过后验差法验证计算结果的精确性,对比不同结果分析得出模型的可行性和适用性,结论对边坡稳定性分析研究具有一定的参考意义。     

基于IDE-OSVR-ABAQUS的岩土力学参数反演方法

提出引入自适应因子的改进型差分进化算法(IDE),并应用于优化在线支持回归机(OSVR)的核参数和惩罚参数,建立岩土体位移和岩土力学参数之间复杂非线性关系的动态最优IDE-OSVR模型,输入岩土体位移值直接输出岩土力学参数实现参数反演。通过均匀设计方法与ABAQUS正计算构建初始训练集,然后逐次反演并进行验算误差,将误差未达到预定阈值前的验算样本增添至训练集,使得IDE-OSVR模型不断在线学习,提高参数反演精度。将IDE-OSVR-ABAQUS反演方法应用于工程算例,并同几种典型方法对比。结果表明该方法的岩土力学参数反演速度很快,反演精度很高,是一种合理的岩土力学参数反演方法。     

小湾工程岩体力学参数研究

对霍克岩体强度准则进行研究，然后应用于小湾拱坝坝肩岩体的力学参数预测中，可供工程参考使用。     

滑坡体力学参数反分析研究

除室内试验和现场试验之外,反演分析是一种可以利用现有变形监测数据获取滑坡体等效力学参数的方法.以清江杨家槽滑坡体为例进行研究,提出了将均匀设计、遗传算法与BP神经网络结合起来应用于滑坡体反分析的新方法.先将具有很好全局寻优能力的改进遗传算法作为BP神经网络的学习算法,形成遗传神经网络;然后利用均匀设计方法设计网络学习样本,训练遗传神经网络映射滑坡体变形与滑坡体力学参数的非线性关系;最后将实测位移值作为网络输入,网络输出即为参数的反演值.该方法克服了优化反分析方法反演时间过长,解不易收敛等缺陷,实现了多参数的同时反演.通过对反分析结果进行检验与评价,证明其结果符合实际工程要求.     

工程堆积体坡面细沟流水力学参数特性研究

为采用水力学参数特性揭示黄土高原沟壑区工程堆积体坡面土壤侵蚀过程,开展了野外放水冲刷试验。通过组合不同流量(35、45、55L/min)、不同坡度(24°、28°、32°)的试验,对坡面沟蚀发生发展过程中的水力学参数特性进行了研究。结果表明,坡面细沟水流的平均流速与水深主要受流量控制,二者均与单宽流量呈幂函数关系,且流速随冲刷时间的持续和冲刷形态的变化呈现上下起伏—瞬时增大—稳定的波动或减小—趋于稳定的变化历程。在所有坡度和流量范围内,雷诺数Re在42.9~1 082.8之间变化,雷诺数Re随坡度的增大呈先减小后增大的抛物线趋势。由坡面流弗劳德数Fr随冲刷历时变化情况表明,坡面径流形态是由急流向缓流发展。阻力系数f在0.019~0.94之间变化,f随坡度的增加先减小后增加,且随雷诺数Re的增大而增大,二者之间呈显著的指数函数关系。粗糙系数n随雷诺数增大而增大,且其与雷诺数存在显著性的指数函数关系。研究结果可为工程堆积体土壤侵蚀预报模型的建立提供一定的参数,对解决生产建设项目弃土弃渣场、取土场等水土流失问题具有重要的作用。     

基于数字图像技术的冰水堆积体边坡稳定研究

冰水堆积体在西部地区广泛存在,具有高度的非均匀性与非连续性。与一般均质土体相比,冰水堆积体在力学行为上存在很大差异,而通常计算中也经常将这一特征忽略,由此造成了较大误差。以野外调查为基础,运用数字图像处理技术对典型冰水堆积体边坡处理后得到细观物理模型,并导入FLAC3D中采用强度折减法计算其安全系数。计算结果表明,受块石存在的影响,边坡内部的应力场分布"异常",埋深对应力集中有明显的"放大效应",潜在滑动面呈现多级发展,具有显著"绕石"特征。对比计算表明,冰水堆积体边坡的安全系数较均质边坡有较大提高。     

大坝及岩基物理力学参数优化反演分析研究

根据大坝原型观测资料识别大坝结构力学参数是典型的非线性反问题,而反问题往往具有Hadamard意义下的不适定性。基于位移反分析方法的基本原理,依据大坝原型观测数据和有限元数值计算成果,建立了优化目标函数后,应用遗传模拟退火算法实现了对大坝及岩基物理力学参数的反演分析。对反演原理、算法及流程进行了研究。将遗传算法和模拟退火算法相结合,既提高了优化问题全局收敛速度,同时克服了传统方法求解病态方程的困难。实例分析表明,该优化反演方法对抵抗噪音有较强的能力,且与正分析形成的闭合环路可以高精度的完成大坝工作性态的分析。     

基于PSO的混凝土坝粘弹性力学参数反演

把坝和坝基视作一个系统。根据系统的实测位移反演系统材料的力学参数。用广义开尔文模型描述材料,用有限元软件MSC·Marc计算位移,按最小二乘进行优化,优化求解采用粒子群优化算法。编程进行了实例反演,所得结果的相对误差较小。粒子群优化算法较之遗传算法更大简便,可以较快地搜索到全局最优解。着重对粒子群优化算法作了介绍。