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。     

基于模糊数学的大坝安全监测数据处理方法

由于大坝安全监测中各监测量之间的关系存在模糊性,为了对大坝工作状态做出更准确的评价,采用模糊数学对大坝监测数据进行处理,建立隶属函数得到模糊矩阵,将原始数据处理后进行模糊变换,依据最大隶属原则与评价集合进行对比,并将处理过程用Matlab编程实现了数据处理的自动化,并将其应用于某混凝土双曲拱坝中。结果表明,该方法切实可行,与实际工程相符合。     

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。     

二滩拱坝安全监测在线监控系统总体设计

二滩大坝是我国目前最高的双曲薄拱坝,其安全监控不仅具有重大的社会经济效益,而且具有较高的科学研究价值 。较详细地介绍了二滩拱坝安全监测在线监控系统的总体结构和设计、系统各组成部分的主要内容及其达到的目标,以及系统开发的软硬件环境,试运行结果表明,该系统能对二滩 大坝的安全状况作出实时 分析、反馈分析和综合评价,使二滩大坝的安全监测水平跃上了一个新台阶。     

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.     

大坝监测数据异常值的概率识别法

及时捕捉异常测值并分析产生异常值的原因是大坝安全监测评价的关键问题。将监测效应量和环境量看作随机序列，通过检验监测效应量与环境量的概率分布，用小概率识别法，在给定概率水平下确定监测效应量的异常值，由此实现了对监测数据异常值成因的初步识别。     

基于弹性有限元的高拱坝安全度敏感性分析

以溪洛渡高拱坝为例,针对弹性有限元评价高拱坝安全度存在的问题,以基本荷载组合作为基本研究工况,考虑整体自重、分缝自重及施工浇筑过程自重三种自重荷载作用方式,研究可能的水荷载与温度荷载变化、地质条件变化及大坝材料的抗力变化,分析变化量对大坝安全度的敏感性。计算结果表明,对温降工况,影响建基面相对受拉面积的因素从大到小依次为水荷载、混凝土弹模、地基弹模、自重作用方式、温度荷载。     

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。     

人工与自动化监测的差异性检验

基于统计学原理分析了均值检验、标准差检验、相关性检验的统计量和判定方法,以判断大坝监测中采用人工与自动化两种不同监测方法所得的同一效应量的差异性.实例结果验证了该方法有效可行,为评价两者观测误差提供了新途径.     

复杂地基上砼拱坝三维非线性有限元稳定分析

针对目前拱坝实际工程设计及坝肩稳定分析常采用传统的刚体极限平衡法存在的缺陷,基于材料弹塑性理论,采用三维非线性有限元法分析了坝体与坝肩岩体杭滑稳定性,通过实例计算分析并分别以荷载突变与材料强度逐渐降低两种方式评价了坝肩岩体抗滑安全稳定性.结果表明,该法有效、真实,能充分反映大坝与坝基岩体的共同作用效应,可供拱坝设计、优化和施工等参考.     

基于时间序列法的高拱坝强度安全裕度分析评价模型及应用

为定量分析高拱坝坝体及坝基强度安全裕度,以时间序列法为理论基础,根据应力计及应变计的监测数据系列计算出坝体及坝基的实测应力,利用实测应力与容许应力的差值和标准应力的比值构建强度安全裕度场,建立了高拱坝坝体及坝基强度安全裕度分析评价模型。通过对监测数据的分析计算,实时反馈拱坝坝体及坝基强度安全裕度水平,并对强度安全裕度进行了二步预测,通过对比预测值与实测值,验证了模型的有效性。     

锦屏一级高拱坝施工期及蓄水期弦长监控指标拟定研究

锦屏一级高拱坝左岸边坡将长期处于变形阶段,这对坝体弦长变形有一定影响。为使工程安全运行,首先引入小波去噪理论对弦长原始观测数据进行去噪处理,然后运用最大熵理论并引入拉格朗日函数推导了弦长的概率密度函数,最后由失效概率给出了弦长的监控指标拟定值。结果表明,本文方法高效可行。     

拱坝有限元三次等效应力计算方法与控制标准

针对现行拱坝规范中的有限元等效应力法假设应力沿径向线性分布,与拱坝实际应力分布不符的问题,基于最小二乘法采用三次多项式拟合拱坝主要应力分量,提出了拱坝三次等效应力计算方法。对小湾拱坝进行的网格敏感性分析表明,随着计算网格的加密,三次等效应力可收敛到稳定解,据此给出计算拱坝三次等效应力的有限元模型单元剖分方案;对比分析了4座已建拱坝的三次等效应力与线性等效应力后,提出了拱坝三次等效应力控制标准。     

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。     

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。     

高拱坝整体安全度研究

采用三维非线性有限元，以累积自重和设计水压为基本荷载，利用超载法和部分的超载、强度降低的综合法分析了某高拱坝的失稳破坏过程，得到其整体安全系数和破坏特征。结果表明，该拱坝的整体安全系数大于3.4时，超载法坝体的破坏表现为开裂区不断扩展，直至丧失承载能力，有明显的破坏过程；综合法的破坏是突发性的，在地基强度降低至一定值时，位移突变，坝体失稳。     

考虑冻融作用的混凝土拱坝结构可靠度分析

混凝土拱坝在长期运行过程中,坝体材料受冻融作用易产生劣化效应,影响其结构可靠性和服役寿命。但目前考虑材料劣化作用的拱坝安全性态分析研究较少,不利于拱坝工程长效安全运行。对此,基于实测数据建立了混凝土材料力学性能冻融劣化模型,分析温度荷载、水荷载及材料强度等因素的不确定性,结合某混凝土拱坝实际工程,基于有限元等效应力法与一种改进收敛准则的响应面法,研究了冻融作用下拱坝结构可靠度时变过程。结果表明,随着劣化程度加深,受坝体材料"变软"影响,拱坝结构可靠度初期略微提升,后由于材料强度降低可靠度迅速降低,最终趋于平稳。多年运行后混凝土拱坝结构相对脆弱,日常运行中对两岸拱端等薄弱部位应加强监测与维护。     

拱坝横缝监测数据反馈分析

为探究拱坝施工期横缝的工作性态,采用SOM神经网络对监测数据进行模糊聚合分类,依据分类 结果标识输入样本,进而利用Elman神经网络诊断分析测试样本,并以溪洛渡高拱坝横缝监测数据为例进 行实例验证。结果表明,在误差分析过程和诊断结果精度等方面该方法具有良好的适应性和稳定性。