三维激光扫描技术在面板堆石坝挤压边墙变形监测中的应用

为了分析挤压边墙的变形特性对混凝土面板的施工及应力变形影响,首次采用瑞士徕卡公司生产的ScanStationP40扫描仪对涔天河面板堆石坝挤压边墙进行3期扫描,将第1期扫描点云数据作为基准数据,将第2期、第3期扫描的点云数据分别与基准数据进行对比分析来获取挤压边墙的变形特性,然后与同期挤压边墙上的棱镜实测数据对比分析。结果表明挤压边墙中上部呈向下游位移的趋势,而下部呈向上游位移趋势;基于三维激光扫描的挤压边墙顺河向位移变化区域大于棱镜实测顺河向位移变化区域;挤压边墙中上部沉降较大,两岸沉降较小,挤压边墙处于变形发展阶段,尚不适合进行面板施工;2种监测手段得到的挤压边墙变形趋势基本一致。说明利用三维激光扫描技术对面板堆石坝挤压边墙表面变形进行监测是可行的,可为类似工程提供参考。     

挤压边墙施工技术在水布垭工程中的应用

混凝土挤压边墙应用在面板堆石坝填筑体上游坡面,材料为干贫性混凝土,通过专门设备挤压成设定形状。由于挤压边墙技术能够简化施工程序,加快面板堆石坝坝体填筑施工进度,故推广应用较快。结合挤压边墙在水布垭面板堆石坝中的应用实例,介绍了挤压边墙施工技术、挤压机工作原理、施工中出现的缺陷和处理方法,分析了挤压边墙混凝土和垫层料之间的区别、墙体变形规律,说明了挤压边墙技术是成熟的,为该技术的推广应用积累了一定经验。     

基于挤压式边墙的面板堆石坝静力计算分析研究

结合实际工程,建立数值模型,使用有限元计算分析挤压式边墙对混凝土面板的受力影响,并通过对比挤压式边墙有无时的计算结果,分析了挤压式边墙对混凝土面板结构的受力影响。     

挤压边墙施工法的面板坝有限元计算分析

为深入了解挤压边墙对面板堆石坝结构性态的影响,以某工程面板堆石坝为对象,建立典型断面的平面模型,其中该模型包括非简化的挤压边墙和简化的等效厚度的挤压边墙2个模型。通过非线性有限元计算方法,对比分析了原始施工方法和挤压边墙施工方法的大坝应力变形状态;分析挤压边墙取等效厚度的计算是否合理;研究挤压边墙对整体面板和堆石体的应力和变形的影响。通过分析得出,挤压边墙对堆石体影响不大,而且有效地减小了面板在竣工期和蓄水期的挠度变形和应力,使工程更加安全经济。研究成果为挤压边墙施工的推广提供参考。     

挤压边墙在竣工期和蓄水期对混凝土面板砂砾石坝的影响分析

结合新疆某一采用挤压边墙施工技术的混凝土面板砂砾石坝工程,对蓄水期工况下有挤压边墙和无挤压边墙的混凝土面板坝进行三维非线性有限元分析,得出挤压边墙改善了混凝土面板坝的应力应变状态,对混凝土面板和坝体都是有利的。     

水布垭面板堆石坝挤压边墙技术研究及应用

简要地介绍了挤压式边墙这一新技术的施工原理及其在土石坝筑填过程中的优越性,以及在水布垭面板堆石坝中的施工应用情况.通过建立水布垭面板堆石坝非线性弹性模型,采用非线性有限单元法计算出有无挤压式边墙时面板的应力应变分布情况,从而得出挤压式边墙对水布垭面板堆石坝面板的受力和变形是有利的.并通过探讨其质量检测方法,分析其有关技术参数、施工后的检测成果以及影响挤压式边墙质量的相关因素,最终共同论证了挤压式边墙技术在水布垭面板堆石坝中的可应用性.     

水布垭面板坝挤压边墙技术研究

挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝中垫层料施工和保护的新技术。结合水布垭工程,应用有限元分析技术,对挤压边墙有关问题进行了探讨。分析认为,当混凝土面板与挤压边墙取小约束、挤压边墙与垫层取大约束、挤压边墙取低强度、低弹模、泊松比为0.25～0.30,内摩擦角不小于40°时,水布垭面板坝设置挤压边墙不会对面板、接缝应力变形带来大的影响,面板和挤压边墙的脱空值较小。     

挤压边墙式混凝土面板砂砾石坝应力变形分析

挤压边墙作为世界坝工史上一门比较新兴的技术,还有许多方面有待研究和完善.结合某一采用挤压边墙施工技术的混凝土面板砂砾石坝工程,对其进行三维非线性有限元分析,分别对竣工期和蓄水期两种工况进行计算,得到了坝体以及混凝土面板的应力变形状态.研究结果表明:采用挤压边墙式混凝土面板砂砾石坝在竣工期和蓄水期应力应变值能够满足安全要求.     

水布垭面板坝挤压边墙技术有限元计算分析

挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝中垫层料施工和保护的新技术。本文结合水布垭工程,应用有限元分析技术,对挤压边墙有关的一些问题进行了探讨。分析认为,当混凝土面板与挤压边墙取小约束、挤压边墙与垫层取大约束、挤压边墙取低强度、低弹模、泊松比为0.25～0.30,内摩擦角不少于40°时,水布垭面板坝设置挤压边墙不会对面板、接缝应力变形带来大的影响,面板和挤压边墙的脱空值较小。     

挤压边墙施工技术在斜卡水电站深厚覆盖层面板堆石坝的适应性初探

挤压边墙技术作为混凝土面板堆石坝垫层料的施工新技术,与传统的超填削坡、斜坡碾压施工工艺相比具有特定的优势。但由于混凝土挤压边墙在施工结束后将成为坝体永久工程的一部分,势必会给混凝土面板带来一定的影响。斜卡水电站面板堆石坝地处严寒地带,坝高110m,覆盖层平均深度65m。通过二维非线性有限元分析,对挤压边墙与面板间接触材料参数、挤压边墙与垫层间接触参数以及挤压边墙自身材料力学参数等三个设计要素以及对深覆盖层面板坝的适应性进行了敏感性分析,初步探讨了面板——挤压边墙间约束强度与面板的变形受力条件、地基覆盖层深度与面板——垫层料之间的脱空等相互关系,为施工决策提供依据。     

基于PCA的高混凝土坝变形空间融合监控模型

针对单测点监控模型无法反映大坝整体变形性态的问题,提出了基于主成分分析(PCA)的高混凝土坝变形空间融合监控模型。以混凝土坝空间变形场多测点监测数据为基础,利用PCA提取能反映大坝整体变形性态的综合效应量,基于有限元对其建立混合模型,并以模型预测值与实测值之间的2倍标准差作为控制域进行大坝空间变形性态的融合诊断。应用此模型对某高拱坝进行建模分析,结果表明,所提取的第一综合效应量即可解释原29个坝体正垂线测点所共同表征的大坝变形性态,对其建立的混合模型中水压分量的调整系数为0.85,分离出来的时效变形分量尚未收敛,说明坝体目前仍有向下游侧的整体趋势性变形,与该高拱坝处于蓄水运行初期的状况相符。基于PCA的空间融合监控模型,可有效减少变形监控模型的数量,从而快速诊断高混凝土坝的整体变形性态。     

模糊聚类法在大坝监测资料分析中的应用

为了解模糊聚类法在大坝监测资料分析中应用的适宜性,利用该法对水布垭面板堆石坝2013年面板挠度变形监测数据开展了研究。首先将监测管道划分为若干监测点,运用模糊聚类分析法对监测点进行分类,并采用F统计量评价聚类效果以确定最佳分类,对分类结果进行分析比较,可确定关键的面板变形监控点。随后建立面板挠度变形统计模型,考虑上游水深、温度、时效等因素,利用多元逐步回归分析法对关键点监测数据进行预报拟合。结果表明,利用模糊聚类分析法处理大坝监测数据具有便捷、高效的优点,模型预报结果拟合度较高。     

改进温度分量的拱坝变形时空分布模型

通过对混凝土拱坝变形滞后特性的研究,分析了温度效应对坝体位移影响规律,并引入瑞利分布函数建立了改进温度分量的拱坝变形监控统计模型。再通过引入空间坐标,考虑变形值在空间的连续性,建立了改进温度分量的拱坝时空分布模型。由于所建立的监控模型因子较多,因此应用粒子群算法和逐步回归分析法进行参数寻优。最后将所建立的拱坝变形时空分布模型应用于某拱坝变形监控中,结果显示:影响因子的个数减少,复相关系数及剩余标准差均优于传统模型,所建立的模型较传统大坝变形监控模型精度更高、拟合效果更好。     

阿尔塔什深厚覆盖层上高面板砂砾石堆石坝坝体变形控制设计

阿尔塔什水利枢纽工程大坝是建于深厚覆盖层上的高面板砂砾石堆石坝。坝址处于高地震烈度区,大坝的变形控制问题尤为突出。工程设计从合理选择筑坝材料、优化坝体分区、提高各料区压实密度、有效控制填筑顺序和施工工艺等方面确定了坝体变形控制措施,以减小面板浇筑后的坝体变形以及坝体不同分区间的不均匀变形,为控制坝体变形设计提供参考。     

渗透溶蚀对高混凝土坝长期变形影响的数值分析

为实现渗透溶蚀对高混凝土坝长期变形影响的量化分析,以累积Ca²⁺溶蚀量为中间指标,提出了室内快速溶蚀试验所得材料性能演变规律到现场混凝土坝的应用方法;在此基础上,引入环境损伤因子,构建了考虑环境损伤的高混凝土坝非定常时变本构模型,并推导了其黏性应变增量的计算方法。某高拱坝计算结果表明:坝体混凝土的渗透溶蚀导致大坝位移年极值及极值间年变幅均增大,溶蚀100 a后坝顶径向位移增加1.7%,而实测位移HST统计模型所得拟合均方差与最大位移的比例为2.1%,由此表明溶蚀引起的长期位移增量容易被环境荷载的波动及监测误差等因素所隐蔽,进而在研究混凝土坝长期变形时,可不单独考虑坝体混凝土渗透溶蚀的影响,但应注重研究能反映大坝变形时空特征转异的监控分析方法。     

基于离散元的节理岩体水工隧洞地震动力特性分析

基于非连续介质理论,借助离散元软件UDEC,建立了大跨度、高边墙的缓倾角层状节理岩体水工隧洞力学分析模型,研究了地震力作用下,隧洞围岩不同部位的波速特性、位移分布、应力分布、塑性区分布等力学特性及围岩稳定性问题,获得了大型地下隧洞不同部位围岩在地震中的响应规律。在垂直方向正弦剪切地震波的作用下,各监测点竖向动力特性明显比水平方向大;地震波作用初期,边墙产生的位移值大于顶拱,随时间的推移,底板围岩变形受地震作用较大;洞室各监测点应力值相对地震波作用前均有较小程度的增大;震后隧洞边墙及底板岩体是塑性区范围扩大较明显的部位。研究结果可为同类大型地下工程的设计和施工及进一步分析地震作用下围岩的变形破坏过程提供参考。     

细粒含量对垫层料冻胀性的影响

基于对寒冷地区面板堆石坝垫层冻胀变形大小进行研究,以细粒含量为研究重点,利用自制的试验装置,进行了系列室内冻胀试验,研究了不同细粒含量、相对密度对垫层料冻胀变形的影响规律。试验发现:细粒含量较小时,试样冻胀率随相对密度增大而增大;而细粒含量较大时,试样冻胀率随相对密度的增大先增加后减小。对基于孔隙模型试验结果的分析表明:垫层料冻胀率随表观孔隙数量n的变化呈现先增大后减小的规律,即存在一个临界值n*,当表观孔隙数量n超过该临界值时,垫层料冻胀率随表观孔隙数量n的增大反而减小。提出了有效孔隙数量n'的概念和计算办法,分析试验结果显示,垫层料冻胀率随有效孔隙数量n'呈单调变化趋势。     

混凝土坝变形组合预报模型的蛙跳建模方法

混凝土坝变形的影响因素多而复杂,监测数据包含大量的不确定性信息,因此依据多种建模方法建立的各单一模型的预报效果各不相同.组合模型能够弥补单一模型的局限性,如何在建模过程中使权重系数实时反映单一模型对监测信息的变化,是组合模型建模的关键.从优化极值角度考虑各单一模型中未知量与权重系数之间的相互性,利用蛙跳算法(SFLA)的分布式全局优化性能同步确定其值,提出相应的蛙跳优化建模方法.混凝土坝变形长期监测资料的应用表明,该方法具有良好的预报效果,简化了组合模型的确定过程,提高了模型的预报能力,为混凝土坝变形预报分析提供了新的计算方法.     

基于面板数据分析方法的混凝土拱坝变形数据时空聚类模型

变形数据可以直接表征混凝土拱坝安全状况,但传统变形分析一般仅针对单个监测点,不同监测点之间变形的相似和关联性质仍有待挖掘。基于时空数据挖掘领域的聚类方法,分析混凝土拱坝变形序列的变化过程,提取变形序列的相似性特征;提出混凝土拱坝变形数据不同时间截面、不同测点变形序列的绝对距离、增量距离、增速距离3种相似性指标及相应的综合距离指标,由此定量分析变形时间截面和变形空间测点的相似程度;利用Ward联结聚类方法,对混凝土坝变形时段及相应变形区域进行划分;在此基础上,建立基于面板数据分析方法的高混凝土坝变形测点聚类分析模型,并结合工程实例,验证时空聚类模型的聚类效果。结果表明所提出的聚类相似性指标合理,时空聚类模型便捷、有效,可用于研究大坝相时段变形状态。