基于变形监测资料的混凝土坝时变参数优化反演

基于变形监测资料建立混凝土坝与基岩时变参数反演三步法：首先利用监控模型分离出的水压分量反演大坝和基岩的弹性模量;然后利用分离出的时效分量趋近值反演黏性元件的弹性参数;最后利用时效分量的过程值反演黏性元件的黏滞系数。以龙羊峡重力拱坝为例,应用上述方法,反演参数较敏感的时变参数,从力学机制上解析龙羊峡重力拱坝拱冠梁在2 530～2 610 m高程的径向时效位移向上游变位的原因。其原因是坝体和基岩黏滞系数较大,坝体自重引起向上游变位的时效变形需要较长时间才能稳定;另外,龙羊峡水库长期低水位运行也是原因之一。     

系统锚杆对节理岩体等效凝聚力影响数值试验初探

将加锚节理岩体等效弹黏塑性模型改进为等效黏弹塑性模型,分别采用Maxwell元件、Kel-vin元件和Bingham元件串联来描述岩石、节理和锚杆的瞬时弹性变形、黏弹性变形和黏塑性变形,推导了相应的有限元计算公式,并研制了相关的有限元计算程序,然后采用数值试验方法研究了系统锚杆对节理岩体等效凝聚力的影响,认为系统锚杆对节理岩体等效凝聚力的贡献与岩体的硬软、锚杆的体积占有率、节理间距、节理倾角、锚杆倾角和受力状态等有关。     

基于人工神经网络模型的涔天河面板堆石坝爆破试验分析

为了消除堆石坝坝料爆破试验不准确造成的影响,以涔天河面板堆石坝扩建工程的爆破试验为例,建立了基于多工程的坝料爆破试验数据的人工神经网络模型,将不同工程的爆破试验数据作为训练样本对模型进行训练,以使模型达到最优,进而对作为检验样本的涔天河爆破试验数据进行预测。结果表明,该方法可利用各工程爆破试验之间的差异排除影响爆破结果的不确定性,研究结果适用于确定涔天河扩建工程面板堆石坝坝料开采的爆破设计参数。     

地下水位对雾江滑坡体稳定性的影响

边坡稳定安全系数受多方面因素的影响,其中地下水位线的不同处理方式对边坡稳定的影响较大。由于实际工程问题的复杂性,一般需要基于某种假定获得新的地下水位线。基于极限平衡理论,结合雾江滑坡体工程,对比分析2种地下水位线处理方式对安全系数的影响,同时探讨了不同水位下的的临界地下水位。分析表明:假定库水位与原始地下水位水平直接相连,古滑带安全系数随着水位上升呈现先缓慢增加后逐渐减小的趋势;而假定考虑滑坡体内地下水位变化,古滑带安全系数随着蓄水位的上升呈现逐渐减小的趋势,即考虑库水位引起地下水位变化后,安全系数有一定的降低,安全系数偏于保守;并且不同库水位都存在一个临界地下水位比例系数,且比例系数位于0~1之间。     

考虑渗流场和应力场耦合对混凝土坝位移的影响研究

采用等效连续介质模型研究了考虑渗流场和应力场耦合对混凝土坝位移的影响,结论为:①由于上游岩基内存在拉应力区,使其渗透系数增大,导致考虑耦合分析时岩基内的等水头线较不考虑耦合时偏向下游,且坝基扬压力较大.②考虑耦合与不考虑耦合对大坝垂直位移的影响略大于对水平位移的影响,但总体影响较小.无论是否考虑耦合,在岩基上作用渗流体荷载引起坝顶相对于基点的水平位移都是向上游的位移.③由于在上游岩基内存在拉应力区,渗透系数增大,从而使水平向和垂直向渗流体积力减小,导致岩基内水平向应力等值线较不考虑耦合时向下游移动,垂直向应力等值线向上游移动.     

基于速度与加速度准则的泄水闸裂缝工作性态诊断

裂缝实测资料综合反映了现场复杂因素对水工混凝土结构宏观裂缝性态的影响,考虑时效分量是评价裂缝工作性态的重要依据,可基于速度与加速度准则对裂缝工作性态进行诊断。结合王甫洲水利工程泄水闸实际情况,选取水工混凝土结构裂缝典型位置安装裂缝计组,监测获得经历不利荷载工况下的裂缝实测资料,建立反映温度非线性效应的裂缝统计模型,分离获得时效分量,采用速度与加速度准则对时效分量进行诊断。裂缝实测资料的应用分析表明,考虑温度非线性效应的裂缝统计模型拟合效果较好,虽然王甫洲水利工程泄水闸检修门库裂缝部分测点时效分量表现不收敛,但均趋于闭合,由此诊断该泄水闸裂缝目前处于稳定状态。该方法能简便且可靠地反映裂缝的时变规律,可为水工混凝土结构的裂缝工作性态诊断提供参考。     

岩基上混凝土浇筑块施工期最高温度均匀化调控

最高温度是混凝土坝温度控制的重要指标。浇筑仓最高温度过高会导致后期降温幅度大,而浇筑仓最高温度过低对混凝土早期力学性能增长有一定影响。实际施工过程中,高温季节浇筑混凝土常出现最高温度超标问题,低温季节浇筑混凝土又常出现最高温度过低的问题。但目前工程单位对最高温度过低的问题关注较少,所以调控施工措施保证浇筑仓最高温度在一个合理范围的研究具有重要意义。结合高温季节岩基上混凝土浇筑块,综合应用数值计算、均匀设计和神经网络技术,通过优选通水参数,探讨混凝土浇筑块最高温度均匀化调控的方法。算例分析表明,对混凝土浇筑块最高温度的均匀化调控是可行的,且可保证混凝土块正台阶形温度分布,满足实际施工过程中接缝灌浆的要求。     

改进的混凝土重力拱坝温度荷载分析

针对目前拱坝规范中温度荷载不能较好地考虑重力拱坝内部温度的非线性变化,由外界气温变化对混凝土内部温度影响的理论分析及坝体温度计测值的综合分析,对年变化温度荷载的计算进行了改进：仅对外界气温变化影响较显著的距坝体外表面10 m左右区域的混凝土温度进行等效,假设中间区域的温度无变化。这可一定程度考虑坝体内部温度的非线性变化。对某重力拱坝进行分析,得到的结论是：①采用本文提出的考虑坝内温度非线性变化的温度荷载方法计算的应力较规范计算的应力,在下游面拉应力有较大增长,而上游面压应力有所减小;②计算坝体的变形与规范法计算的变形较接近,但截面上的应力分布不同。     

基于分布式光纤的混凝土表面温度梯度监测试验及反馈研究

高温季节浇筑混凝土时,受太阳辐射及昼夜温差的影响,混凝土浇筑仓表层温度日变幅较大,形成非线性温度梯度,由此引起的拉应力超过相应龄期混凝土的抗拉强度即产生表面裂缝。基于分布式光纤测温系统具有线测温和实时在线监测的优势,采用分布式光纤对混凝土浇筑仓表层温度进行实时在线监测,确定日变化环境气温和太阳辐射对表层混凝土的影响范围,并建立有限元模型进行温度场及徐变应力场反馈分析。研究表明,对于层厚3 m的浇筑块,表层50 cm区域的混凝土受日变化环境气温和太阳辐射影响较大。     

基于规范法的重力坝应力分析改进

现有重力坝设计规范规定采用材料力学法进行重力坝应力分析作为确定坝体断面的依据,但现有规范上的材料力学法和传统材料力学方法不完全一致,为此,根据传统材料力学方法对规范上的材料力学法的重力坝应力分析进行了改进,并对计算中涉及的应力正负号、剪应力积分和剪力合力之间的关系以及如何考虑扬压力等几个不明确的问题进行了讨论。