溪洛渡高拱坝蓄水期谷幅变形特性与影响因素分析北大核心CSCD

水库蓄水诱发的库岸变形现象对坝工结构的工作性态和工程整体的安全状态都有直接影响,及时掌握水库蓄水期间库岸岩体及坝工结构的真实变形状态,对于工程安全具有重要意义。针对我国溪洛渡高拱坝首次蓄水期间出现的显著的河谷谷幅收缩问题,收集整理了库区岩体及坝工结构的变形监测资料,通过统一坝体外观监测系统和内部垂线监测系统的基准点,获得了拱坝坝体及坝基岩体的真实变形状态,总结了坝体与库岸岩体变形的时空分布规律,认为坝体变形已受到坝址岩体变形的影响。在此基础上,本文通过建立逐步回归模型,分析了河谷谷幅发展过程与库水位、气温及其他作用因子的相关性,结果显示谷幅收缩过程主要由其他作用分量主导,而与库水位及气温的相关性较小。鉴于当前河谷谷幅收缩的趋势仍未完全收敛,对于谷幅收缩现象亟需进行机理研究以预测其未来发展趋势。     

白鹤滩首蓄期变形预测混合模型方法北大核心CSCD

首蓄期准确预测坝体变形,合理安排蓄水计划对于特高拱坝安全进入运行期具有重要意义。为解决特高拱坝首蓄期坝体变形预测较难的问题,本文提出了一种特高拱坝首蓄期坝体变形预测混合模型方法,并结合白鹤滩特高拱坝首蓄期坝体变形监测资料进行工程实例验证。该模型结合白鹤滩特高拱坝首蓄期三阶段蓄水计划的背景,结合三个蓄水目标下白鹤滩拱坝拱冠梁坝段正垂测点的监测数据量大小,在首蓄期初期采用多元回归模型,在首蓄期中后期对PLdb18-2到PLdb18-6五个测点采用优化的LSTM模型,对于坝顶的PLdb18-1采用多元回归模型。本文针对混合模型及全过程采用单一模型的预测结果和实测结果进行对比,本文提出的混合模型方法精度最高,误差率不超过4%,且具有较好鲁棒性。     

砂砾石地基上面板堆石坝变形和应力性状分析北大核心CSCD

结合原型观测资料和数值方法分析和评价建于砂砾石地基上苗家坝面板堆石坝的变形和应力特性,进而总结砂砾石地基上面板堆石坝的行为特性并与典型大坝(修建于基岩上的面板堆石坝)结果进行对比分析。原型观测结果由大坝详细变形监测系统获得,覆盖大坝施工阶段、蓄水阶段和一年运行期。为了全面获得大坝施工期和运行期变形和应力特性,并对大坝长期变形进行预测,基于参数反演结果对大坝进行三维有限元分析。比较分析表明,大坝原型观测结果与数值计算结果吻合良好。苗家坝面板堆石坝变形和应力特性表现良好并趋于稳定。另外,对包括苗家坝在内的12个已建砂砾石地基上面板堆石坝实测变形进行了总结归纳分析并与典型大坝结果进行比较。结果表明,砂砾石地基对面板堆石坝行为特性具有显著影响,大坝沉降和面板挠度显著大于典型坝结果,且最大值位置呈现向下移动的趋势。     

软岩堆石料降雨湿化变形试验研究北大核心CSCD

软岩堆石料受外部降雨引起的填筑体湿化变形显著,对工程变形控制和运行安全带来挑战。本文分析了降雨条件下材料湿化应变基本规律,发现早期降雨湿化应变占比较高,且与时间的关系可用双曲线较好描述;探讨了单次降雨材料湿化应变发展规律,发现前期单次降雨时湿化应变随时间的变化也具有双曲线特点;同时分析了降雨强度对整体湿化应变规律的影响,结果表明随降雨强度增大,材料湿化应变速率增加,但应变量值却有一定程度的下降。此外,也研究了降雨强度对单次降雨湿化应变的影响,建立了基于降雨条件的非饱和入渗双曲线湿化变形计算模型,基本能反映降雨导致的软岩堆石料湿化变形规律。     

金安桥电站库区碎石土边坡抗滑稳定研究北大核心CSCD

金安桥水电站位于金沙江中游,自2012年蓄水以来,库区边坡发生了多处不同程度的滑坡灾害,而渗流场的变化是导致滑坡灾害发生的主要原因。本文基于工程勘察,建立库区碎石土边坡二维饱和–非饱和渗流模型,模拟水库初期蓄水—常水位运行—放水过程中边坡渗流场和稳定的演变规律,分析库水位升降和水位下降速率对坡体浸润线和安全系数的影响。研究表明:水库初期蓄水过程,坡体浸润线形态表现为明显下凸,边坡安全系数表现出单调增加;常水位运行期,浸润线逐渐趋于平缓,安全系数表现出单调缓慢减小;放水期,浸润线形态明显上凸,安全系数表现出单调快速减小。本文研究的边坡是由古滑坡堆积而成,边坡条件不稳定,因而,在各时期内边坡安全系数都小于1,都可能会发生滑坡灾害;水位下降速率与边坡稳定成负相关关系。     

考虑时间影响的神经网络组合模型对心墙堆石坝变形的预测研究北大核心CSCD

大坝变形通常是由于多种复杂耦合因素而致,并且是具有高度的灰色性和模糊性的不确定性系统。由于多因素影响下的大坝变形问题没有确定性数学物理关系公式解决,而组合模型能够充分利用各子模型的有用信息,较单一模型更能够反映大坝变形的复杂性和不确定性,是更为科学预测分析大坝变形的方法。目前国内外学者缺乏对于大坝变形的组合预测模型的研究并且没有考虑时间因素对组合模型权重影响;针对此问题,本文以灰色模糊模型(ANFIS-GM模型)和遗传神经网络模型(GA-BP模型)作为子模型,采用考虑时间影响的神经网络模型作为组合模型权重的求解方法,对大坝变形进行预测。通过西南某心墙堆石坝的实例分析表明:该模型能综合其子模型的优势,获得更高的精度,同时也比未考虑时间影响的最小误差平方和组合模型具有更高的精度,它比最小预测误差平方和组合模型精度平均高10.50 mm。     

盘式交流永磁同步电机温升影响因素研究EI北大核心CSCD

首先根据510 kW盘式电机的电磁设计参数以及热物性参数建立了三维温度场流场耦合模型,分析了额定工况下电机发热部件的温度分布,接着对样机进行了温升实验。针对温升实验电机温度偏高进行了改进性研究探索。主动降温方面,建立了三维轴向磁通电机模型,从铁耗理论模型和电磁仿真模型角度分析了不同牌号硅钢片,在空载和负载工况下,铁耗瞬态变化趋势。被动降温方面,基于建立的三维耦合模型,分析了入口流速、端盖材质、额定负载和过载对电机定转子最高温度影响。接着分析了不同水道模型、不同入口流速条件下,对壁面对流换热系数以及入口和出口压力损失变化规律。通过以上温升影响因素的分析,为后续盘式电机散热冷却改进设计提供理论依据。     

事故闸门爬行振动数值反演与影响因素分析北大核心CSCD

为研究事故闸门爬行振动特征和影响因素,基于原型闸门闭门过程中的振动响应,分析闸门振动特性,确定振动类型。通过类比摩擦学中的干摩擦自激振动,建立事故闸门闭门过程中的振动数值模型,反演闸门振动响应过程,探究闭门速度、闸门质量和摩擦系数等因素对闸门振动的影响。结果表明,事故闸门爬行振动是一种特殊的自激振动,其振幅随闸门开度减小而逐渐增大。闸门与轨道间的动静摩擦转化是引起爬行振动的最根本原因,振动响应强度与面板水推力和动静摩擦系数差值成正比。闭门速度对振动影响较大,存在临界闭门速度,可用于区别闸门是否出现爬振,且临界闭门速度与静摩擦系数有关。闸门质量影响钢绳索初始变形量和闭门时间,进而对爬行振动产生影响。闸门下落闭门,钢绳索长度增加,系统刚度减小,导致振幅和周期增大。     

白鹤滩坝址区岩体弹性参数测试方法对比研究北大核心CSCD

弹性参数是工程岩体的重要力学指标,可以用于计算岩体质量分级、围岩弹性抗力系数、岩体强度参数等。实际工程中,主要采用刚性承压板试验、声波试验等测试岩体的弹性模量(弹模)、变形模量(变模)、波速等参数。由于测试的原理不同,且在不同岩性、不同方向上测试所得的结果可能离散型较大。本文整理了世界在建规模最大水电工程白鹤滩坝址区玄武岩的部分岩体弹性参数测试成果,包括156点刚性承压板试验;665点钻孔变形测试(200点刚性钻孔和465点柔性钻孔);58个平硐岩体地震波试验;143个岩体声波测试(58个平硐、85个钻孔)。通过分析所测弹模、变模、波速的相关性,给出了建议测试方案及岩体模量-波速的推荐经验换算公式。其中刚性承压板试验和地震波测试相关性较差,不推荐地震波波速换算岩体弹性参数;刚性承压板试验、钻孔模量均与声波波速指数相关,推荐刚性承压板试验作为岩体静模量测试依据,声波测试为动模量测试依据。相关研究可丰富我国大型水电工程建设的基础资料,为后续类似工程勘测设计提供参考。     

±800 kV特高压多端直流系统换流阀过电压机理及影响因素研究EI北大核心CSCD

换流阀过电压严重影响特高压多端直流系统安全稳定运行,而目前缺少对特高压多端直流系统过电压的研究,对换流阀过电压机理和影响因素进行分析具有重要意义。基于PSCAD/EMTDC平台对比分析并联型四端直流系统与两端直流系统换流阀不同避雷器V1、V2、V3所承受最严酷过电压情况。对两端系统和四端系统过电压仿真结果不一致的避雷器V1、V3进行深入过电压机理分析,并通过仿真进行验证。研究了故障发生时刻、非故障整流站的能量注入、线路长度和系统结构对阀过电压的影响。研究结果可为特高压多端直流系统工程设计提供参考。     

高混凝土坝蓄水河谷−库坝变形规律

本文基于二滩、龙羊峡、李家峡、小湾、锦屏一级、大岗山、溪洛渡、三峡、胡佛（美国）、江垭和铜街子等11座高混凝土坝工程的现场监测数据,研究上下游河谷与库坝受水库蓄水运行引起的变形响应规律。通过综合分析库坝的基本参数、工程水文地质条件以及蓄水后河谷–库坝时空变形的内在关联,重点讨论了库盆沉降与下游河谷竖向变形、谷幅变形以及坝体结构变形的一般性规律。本文研究结果可为相关高坝工程的设计分析与安全监测提供重要参考。     

溪洛渡高拱坝蓄水期谷幅变形特性与影响因素分析

水库蓄水诱发的库岸变形现象对坝工结构的工作性态和工程整体的安全状态都有直接影响,及时掌握水库蓄水期间库岸岩体及坝工结构的真实变形状态,对于工程安全具有重要意义。针对我国溪洛渡高拱坝首次蓄水期间出现的显著的河谷谷幅收缩问题,收集整理了库区岩体及坝工结构的变形监测资料,通过统一坝体外观监测系统和内部垂线监测系统的基准点,获得了拱坝坝体及坝基岩体的真实变形状态,总结了坝体与库岸岩体变形的时空分布规律,认为坝体变形已受到坝址岩体变形的影响。在此基础上,本文通过建立逐步回归模型,分析了河谷谷幅发展过程与库水位、气温及其他作用因子的相关性,结果显示谷幅收缩过程主要由其他作用分量主导,而与库水位及气温的相关性较小。鉴于当前河谷谷幅收缩的趋势仍未完全收敛,对于谷幅收缩现象亟需进行机理研究以预测其未来发展趋势。     

白鹤滩水电站蓄水过程左岸厂区渗控效果评价

白鹤滩水电站左岸地质条件复杂,发育层间错动带、层内错动带和柱状节理玄武岩等软弱地质结构。左岸厂区布置大规模的防渗排水系统,合理有效地评价其渗控效果对水电站的安全运行有着重要的指导意义。结合2021年4月—2022年3月蓄水过程的监测成果分析白鹤滩水电站左岸厂区渗流规律,评价渗控效果。结果表明：左岸厂区最大渗流量为1249.14 L/min,总渗流量明显受上游水位变化影响,第3、7层排灌廊道渗流量占总渗流量的69.5%。防渗帷幕部位的压力水头随高程的降低而增加,C₂位置压力水头明显增大。结构面C₃、C_3-1、C₂和LS₃₁₅₂是渗透薄弱部位,其渗流量较大,渗压水位随上游水位变化明显,容易成为渗漏通道。从整体上看,厂区的排水孔幕能有效消减压力水头,总渗流量维持在合理范围内,总体渗控效果良好。     

三峡水库首次蓄水对泥沙输移特性的影响

以2003年三峡库区及坝下游水文站水沙整编资料为基础,分析了水库上游来水来沙情况,并与2002年比较,讨论了不同阶段水库悬移质泥沙输移的不同特征。结果表明,在水库135m蓄水以前,库区河道微冲;蓄水期间排沙比最小,仅10%左右;两次蓄水过程后排沙比约15%左右;全年排沙比约30～40%,其中约85%左右的泥沙输移是在两次洪水过程中完成的,两次洪水过程排沙比近50%。来水来沙量大时,泥沙主要淤积在万县—大坝区间,来水来沙量小时,主要淤积在清溪场—万县区间。水库的输沙特性主要受库尾地形、水面比降、流量、含沙量等因素的影响。     

谷幅收缩与库水对溪洛渡动力响应的影响北大核心CSCD

溪洛渡水电站位于地震多发的西南地区,对其进行抗震分析评价具有重要的意义。本文采用拱坝-库水-地基系统非线性损伤分析模型,分析了不同库水位条件下谷幅收缩对溪洛渡拱坝的动力响应的影响。结果表明:库岸谷幅收缩会增大拱坝坝肩处、大坝中部靠近坝肩处及孔口附近的塑性损伤,而水位的抬升能缓解谷幅收缩的不利影响。     

二滩拱坝安全监测资料分析

二滩水电站混凝土双曲拱坝坝高240m,是已建成的中国第一高坝和世界同类型第三高坝,拱坝自1998年下闸蓄水至今已经安全运行10年.本文对高拱坝安全监测设施布置和监测方法行了总结,对较长系列的变形、应力、温度场、渗流和渗压等监测资料进行了全面的分析和整理.监测结果和定期检验表明,二滩大坝的工作性态正常,其监测设计与运行管理措施是合理和有效的.相关经验可为我国在建和拟建的高拱坝工程提供有益的借鉴.     

长沙拱坝氧化镁混凝土自生体积变形的长期原型观测成果分析

针对国内外首座外掺氧化镁混凝土不分横缝技术建成的广东省长沙拱坝,分析了近8a的氧化镁混凝土自生体积变形的原型观测成果。长期观测结果表明,氧化镁混凝土的长期自生体积变形是趋于稳定的,不可逆的,有限的。在观测时间3a之后,混凝土的自生体积变形一般还可能有10×10-6左右的缓慢增加。结合工程实践,自生体积变形的原型观测应长期开展,在条件受限后,观测时间以自生体积变形年增量不超过3×10-6且不小于5a为宜。     

地震作用下土质库岸边坡失稳运动及初始涌浪数值模拟方法

视库岸失稳、坡体滑动、首浪产生为完整连续的过程,建立地震作用下土质库岸边坡失稳运动及初始涌浪数值模拟方法。首先以动力时程强度折减法进行土质库岸边坡动力稳定分析,根据塑性区贯通确定可能的库岸失稳滑动范围。然后对滑坡体、库水和空气等三相介质采用统一的控制方程N-S方程及适当的本构关系来描述其运动,采用双重LEVEL SET函数追踪不同介质的分界面,反映滑坡体、库水和空气三者间强烈的耦合作用,实现地震作用下土质库岸边坡滑动过程及入水产生涌浪的数值模拟,在有限元框架内开发相应的三维计算程序进行数值分析。通过数值算例验证本文方法及计算程序的有效性。     

考虑河岸植被影响及变形的河流形态数值模拟研究

本文基于已有正交贴体坐标系下的二维水沙模型,考虑河岸植被影响因素,引入植被压力源项,修正水流动量守恒方程;并结合实际提出简单易行的非黏性土崩岸技术,提高计算效率。利用改进模型模拟概化河流演变过程,结果表明改进后模型能较好模拟边岸植被影响下河流演变过程,从而为进一步研究河型转化过程及其控制因素变化规律提供数值模拟手段。