基于面板数据格式的特高拱坝变形性态分区方法

特高拱坝运行中受多因素协同作用,不同高程和区域的变形规律差异较大,坝体局部单测点的变形量并不能代表大坝整体的安全性发生变化。为此,综合考虑多测点、多测次监测量的内在关联性,构建了特高拱坝变形面板系列的表征方法;基于面板数据聚类理论,建立了大坝变形相似性指标及度量方法;利用熵权法构建大坝变形区域数的确定准则,提出了特高拱坝变形分区方法及实现步骤;通过利用特高拱坝两个维度的变形监测信息,将传统的"点"分析方法转变为区域分析方法。某特高抛物线双曲拱坝实例应用表明,该方法可根据39个变形监测点确定六大类测点,每类测点可以综合描述大坝对应区域的总体变形特征,再根据测点所在的位置将大坝分为六个变形区域,有效描述了特高拱坝的实际变形规律,可弥补传统分析方法上的一些不足,为特高拱坝变形分析提供了新方法。     

特高拱坝变形变截距面板模型

特高拱坝整体变形性态是大坝各区域变形协同作用的结果,针对大坝变形建模分析时,采用共同影响因素(库水位、温度、时效)难以刻画不同区域变形规律差异性的问题,引入表征不同区域特有影响因素作用效应的虚拟变量,即变形特异效应量,兼顾影响变形的共同因素和特异因素,建立了变截距面板模型。针对变形变截距面板模型中特异效应量的不同型式,提出了模型型式选择的Hausman检验方法。采用广义最小二乘估计法,得到了模型各分量参数的有效估计值。最终通过工程实例验证所建特高拱坝变形变截距面板模型的有效性,弥补了传统大坝变形分析模型的不足。     

混凝土特高拱坝变形监测的智能优化支持向量机模型

拱坝变形监测模型是拱坝健康监测中最常用的方法。针对特高拱坝的变形监测问题，提出了一种混凝土特高拱坝的智能优化支持向量机变形监测模型。采用粒子群算法(PSO)优化支持向量机(SVM)的惩罚因子、核函数参数及容忍偏差，建立基于PSO-SVM的混凝土特高拱坝变形监测模型，分析了时效因子对模型性能的影响。工程实例表明，混凝土特高拱坝的PSO-SVM变形监测模型有着良好的预测精度及泛化能力，适用于特高拱坝的变形监测。     

基于Copula函数的混凝土特高拱坝变形风险量化模型

对混凝土坝运行状态的风险量化分析是大坝风险管理中的重要环节,通常使用单个变形监测点数据进行混凝土坝变形风险分析,但对于混凝土特高拱坝,同时还应考虑坝基和坝体的变形状态。因此,提出了一种基于变形监测数据和Copula函数计算混凝土特高拱坝变形风险率的方法。以四川锦屏一级混凝土特高拱坝为例,先通过构造反映变形监测量残差与风险率关系的风险概率函数,分别得到坝体和坝基变形监测量风险,再结合Copula函数考虑坝体变形和坝基变形风险的相关关系,得到锦屏一级混凝土特高拱坝的多变量变形风险率,取2014年7月2～26日变形风险进行分析,对比仅考虑坝体变形变量和同时考虑坝体、坝基变形变量的结果,多变量变形风险率考虑大坝两重要部位的风险,结果更加安全可靠。     

周公宅水库拱坝变形回归分析

针对宁波市周公宅水库大坝垂线观测资料进行了计算分析,研究了拱坝变形的一般规律,并采用逐步回归方法分析了水位、温度及时效因子对拱坝变形的影响。从统计模型、工程概况、测点布置、回归成果分析几个方面介绍并分析了各因子影响大坝位移的程度,得出了大坝位移主要受温度影响的结论。     

凤滩空腹重力拱坝坝顶切向位移变化规律分析

针对凤滩空腹重力拱坝坝顶切向位移变化规律与拱坝常规变形规律的不同，从物理、力学角度出发分析其可能的原因，构建了空间挠度模型，据此分析该坝的变形规律，评价大坝的工作性态。     

基于卡尔曼滤波法的碾压混凝土拱坝垂直位移变形分析

介绍了卡尔曼滤波法的基本原理,以白莲崖碾压混凝土双曲拱坝为例,选取坝顶垂直位移为分析对象,建立了卡尔曼滤波模型,进行实例计算,预测大坝变形。计算结果表明,卡尔曼滤波模型能充分考虑温度、库水位和时效影响对坝体变形的影响,预测精度高,具有工程应用价值。     

谷幅收缩变形对拱坝应力状态影响分析

针对西南地区某特高拱坝蓄水后出现较为明显的谷幅收缩现象,在对大坝施工全过程进行跟踪仿真模拟的基础上,对比分析了考虑及不考虑谷幅收缩变形的影响。研究结果表明,仅考虑常规荷载条件下的大坝具有较大的安全裕度,库岸边坡出现60mm左右的谷幅收缩变形时,大坝安全风险仍然可控。若后期谷幅收缩变形进一步增大,则应尽量将上游水位维持在相对较高水平,尤其是低温季节,以确保大坝工程安全受控。     

谷幅收缩变形对拱坝应力状态影响分析

针对西南地区某特高拱坝蓄水后出现较为明显的谷幅收缩现象，在对大坝施工全过程进行跟踪仿真模拟的基础上，对比分析了考虑及不考虑谷幅收缩变形的影响。研究结果表明，仅考虑常规荷载条件下的大坝具有较大的安全裕度，库岸边坡出现60 mm左右的谷幅收缩变形时，大坝安全风险仍然可控。若后期谷幅收缩变形进一步增大，则应尽量将上游水位维持在相对较高水平，尤其是低温季节，以确保大坝工程安全受控。     

特高拱坝多参数反演的智能优化径向基函数网络模型

利用大坝的监测数据对大坝力学参数进行精确反演，对于确保大坝的安全稳定运行至关重要。对此，提出基于径向基函数(RBF)网络和人工大猩猩部队优化算法(GTO)的拱坝参数反演模型。首先，采用RBF代理模型代替有限元模型，探讨材料参数与监测点位移响应之间的关系，RBF代理模型的采样数据由高效的拉丁超立方采样技术生成；其次，采用GTO智能优化算法，使材料参数识别的目标函数最小。工程实例分析结果表明，RBF-GTO模型能够在降低计算成本的同时实现高精度的混凝土特高拱坝参数反演分析。     

基于RBF-BP组合神经网络模型的特高拱坝混凝土浇筑仓最高温度预测

鉴于混凝土浇筑仓最高温度对特高拱坝温控防裂的重要性,为了实现对混凝土大坝最高温度的有效控制,将BP神经网络、RBF神经网络相结合,选取浇筑温度、施工现场环境气温、浇筑仓层厚、水管布置、通水的水温和流量作为输入矢量,浇筑仓最高温度作为输出矢量,建立一种基于RBF-BP组合神经网络的浇筑仓最高温度预测模型,并将其应用于溪洛渡特高双曲拱坝中。结果表明,基于RBF-BP组合神经网络预测模型可行、有效,且精度较高、收敛速度快。     

基于粒子群—高斯过程回归的高拱坝变形预测模型及其应用

针对高拱坝变形问题,提出应用粒子群算法优化高斯过程回归参数的高拱坝变形预测模型,基于高斯过程回归可将低维非线性关系通过核函数投射到高维线性空间的特点,利用高斯过程回归模型来表征水压、温度、时效等因素与坝体变形之间的非线性关系;同时针对迭代求解高斯过程回归模型的超参数效率低的问题,采用粒子群优化算法全局搜索模型超参数,提高了求解效率。对某高拱坝径向位移的拟合预测结果表明,粒子群优化高斯过程回归模型能较好地表征输入因子与变形之间的关系,预测坝体变形,误差在工程允许范围内,可应用于坝体变形预测分析中。     

小波分析—回归模型在混凝土坝变形分析中的应用

鉴于提取大坝变形中的时效分量并分析其变化规律是判断大坝工作性态和安全性的关键,将小波分析法和回归分析法有机结合起来构建了小波分析—回归模型,即利用小波分析法提取混凝土坝变形中的时效分量后,再对剩余部分进行回归分析,并根据所提取的时效分量形式及剩余分量回归成果的分析比较,以确定提取时效变形的最优小波函数。实例应用结果表明,sym4模型拟合效果最好、精度较高,也满足复相关系数越大、下游水压分量百分比越小的规律。     

白鹤滩特高拱坝地震响应等效应力分析

为分析强地震区白鹤滩特高拱坝地震响应下的等效应力,基于大型有限元分析软件ABAQUS,建立了白鹤滩特高拱坝三维有限元模型,模拟地震荷载作用下特高拱坝的动力响应,并利用材料力学方法求解相应等效应力。结果表明,等效应力法可有效降低模拟中坝体的应力集中现象,适量减少横缝可降低坝踵处的拉应力和坝址处的压应力,以提高拱坝稳定性。     

MF-DMA方法在某双曲拱坝变形监测中的应用

为更好地分析大坝变形序列的波动特征,采用滑动平均拟合代替多项式拟合对多重分形消除趋势波动法进行修改,将修改后的多重分形消除趋势滑动平均算法用于某双曲拱坝的变形分析中。结果表明,该大坝变形具有多重分形特征,其多重分形强度与大坝各坝段运行机理有关,多重分形消除趋势滑动平均算法可从整体和局部上评价大坝的工作性态,目前大坝运行良好,整体处于粘弹性工作状态。研究成果进一步丰富了大坝变形监测的内容。     

大坝效应量的简单相关和偏相关比较研究

针对大坝监测项目中效应量的变化与库水位、降雨、温度、时效等相关,以某重力拱坝为例,比较分析了坝顶水平位移及影响因子的简单相关系数和偏相关系数.结果表明,采用偏相关分析必须在固定效应量或其他影响量的前提下研究相关关系,方能真正反映二者的本质联系.     

杨房沟拱坝三维线弹性有限元分析

为进一步分析杨房沟拱坝的稳定性,采用三维线弹性有限元法分析了杨房沟拱坝的基本荷载组合和偶然荷载组合等多工况多方案下的应力变形规律。计算结果表明,坝体应力、位移分布合理,符合拱坝应力和变形的一般规律;且坝体应力水平与国内类似拱坝工程相当,满足设计要求。研究结果为杨房沟拱坝体形深化研究提供参考。     

凤滩大坝左岸滑坡体变形规律分析

针对凤滩大坝左岸滑坡体并根据邻近绕坝渗流资料,定性、定量分析评价了滑坡体的渗流特性及变形规律。结果表明,时效对滑坡体的稳定有一定的影响,应加强观测和分析。     

高拱坝耦联动力系统地震响应研究

为了解高拱坝在多种环境因素作用下的结构非线性行为及其安全评价,结合拉西瓦拱坝实际工程,基于混凝土动态损伤力学模型,以粘弹性人工边界反映远处地基辐射阻尼效应,采用Drucker-Prager模型模拟坝基岩体在强震作用下的力学行为,视拱坝-库水-地基为"三位一体"耦联动力系统,进行基于ANSYS平台的有限元程序二次开发,对高拱坝进行地震作用下的非线性动力分析,从而得出拉西瓦拱坝在地震动作用下的应力及变形分布规律。通过绘制地震过程中的最大拉应力等值线图,指出大坝的抗震薄弱部位,并对其安全性进行了评价,可为高拱坝抗震设计与安全评价提供一种分析途径。     

基于R/S方法的拱坝变形监测资料分析及性态评估

以某混凝土拱坝顺河向水平位移为例,通过R/S方法计算得到不同测点观测数据时间序列的Hurst指数(H)和分形维数(D),根据Hurst指数的值域范围,分析了观测数据的精度,根据分形维数阐述了大坝位移的分形特性,并结合逐步回归分析结果,对大坝的变形性态进行了评估。结果表明,在拱坝变形监测数据分析中,R/S方法能有效挖掘观测数据时间序列所蕴含的内在特征,从而进行准确的安全性态评价。