水电工程反恐风险评估指标体系及风险分级方法

为了确定水电工程防御潜在恐怖袭击风险评估指标和分级标准,为水电工程反恐怖防范风险评估与防控提供理论依据,对水电工程反恐风险评估指标体系及风险分级方法开展研究。基于水电工程特点和恐怖袭击风险评估过程模型与相关标准,运用系统安全分析与评估方法,构建水电工程反恐怖风险评估指标体系,确定各指标量化分级区间及权重,并建立水电工程防御潜在恐怖袭击风险分级标准。研究结果表明:水电工程潜在恐怖袭击风险指标主要有生命损失、风险人口、被袭击可能性等;按照风险评估指数P,可将水电工程潜在恐怖袭击风险等级分为Ⅰ～Ⅳ级。     

混凝土动态3D打印过程温度应力数值仿真分析

3D打印混凝土在水利水电领域有着广阔的发展前景,但温度应力的影响使其发展受到限制,为此需要研究如何降低其构件的温度应力。由3D打印混凝土的工艺特点可知,通过外部条件对其温度进行控制是不可行的。因此,从混凝土动态3D打印成型的工艺参数出发,对其温度场、应力场进行了研究,以期得到工艺参数对其温度应力的影响。通过数值模拟的方法,得出了混凝土内部各点温度随时间的变化以及打印速度、打印层厚和初始打印温度等对3D打印混凝土构件内部温度变化的影响。结果表明,适当地增大混凝土的打印速度、减小打印层厚、降低初始打印温度,可以降低混凝土的最大应力,且打印速度为3. 0 m/min、打印层厚为0. 10 m、初始打印温度为12℃时,典型层的最大应力最低。     

压气储能地下储气库选型选址研究

  [目的]  地下储气库选型选址是大规模压气储能电站规划设计的首要问题。  [方法]  通过对比分析现有文献,总结了4种地下储气库的优缺点,分析了我国适合建造地下岩穴储气库的硬岩地层分布范围及特点。基于我国第一个压气储能地下储气实验库的实验成果论证了硬岩岩穴地下储气库建设关键技术的可行方案;最后,以广东省为例探讨了大规模压气储能电站地下储气库的规划选址方法。  [结果]  研究成果表明:盐岩洞穴和硬岩洞穴是大规模压气储能电站的优选地下储气库类型;在我国光伏能和风能电站规划及建设集中的地区,适合建设硬岩洞穴储气库的各种岩石地层有分布广泛。  [结论]  我国广泛的各类硬岩分布解决了间歇性能源富集地区修建大规模压气储能电站选址困难的问题,试验研究也表明了硬岩地层优良的力学特性有助于解决地下储气库变形稳定性及密封性等关键技术问题。总之,我国现阶段建设压气储能电站地下储气库在技术上是可行的。     

大跨度地下洞室群围岩多尺度块体稳定性预测方法

组成地下洞室的围岩存在不同尺度结构面所切割形成的不同尺度、不同形态结构体。这些结构体是导致施工期围岩失稳的主要因素,而且在洞室开挖前无法确定其具体位置,给围岩加固设计带来了困难。由勘探平洞地质调查获得的结构面资料,依据不同尺度结构面的成因、规模,预测其在开挖面上的出露位置十分重要。从结构面成因角度考虑,运用几何-力学耦合模拟方法,建立大跨度地下洞室围岩岩体结构模型;依据断层机制,运用力学成因拟合规模较大的断层、破碎带、层面,而基于现场结构面调查统计的结果,应用随机模拟方法并结合结构面连通率特征拟合随机结构面;采用正交试验及块体理论,确定由结构面组合形成块体的几何形态,搜索多尺度块体的分布,确定特定块体、半特定块体与随机块体的分布;进一步采用极限平衡理论,分析可能发生破坏的块体,得出洞室开挖面上需要加固的块体;最后,开发了基于几何-力学成因的多尺度结构面组合稳定性分析程序UNDGD2.0。他还以某在建抽水蓄能电站工程为例,搜索洞室不同开挖面上的块体组合类型与规模,分析由结构面组合构成局部块体的稳定性,为地下洞室开挖方案的确定及设计优化提供理论依据。     

压气储能内衬洞室的空气泄漏率及围岩力学响应估算方法

 为评价压气储能内衬洞室的密封性及围岩稳定性,提出一种估算洞室空气泄漏率和围岩应力、位移的方法。该方法以一种计算压气储能洞室温度和压力的简化解为基础,结合高分子材料气体渗透方程和多孔介质径向流方程,还采用无限大平板孔口问题的弹性力学解,通过迭代计算的方式求解出洞室空气泄漏率和围岩应力、位移。通过5个算例对迭代计算方法进行验证,结果表明：该方法可以较为准确地估算压气储能内衬洞室的空气泄漏率以及洞室围岩的应力、位移,并且便于在计算机中编程实现,计算速度优于数值模拟,可以直接应用在压气储能内衬洞室研究的初始阶段(如选址、初设阶段),也可与精细数值模拟的结果相互印证,为后续研究提供指导。     

大粒径粗粒土相对密度试验方法研究与应用

结合拉哇特高面板坝堆石料的设计填筑级配,采用数值试验和现场试验手段,研究了影响大型密度桶试验精度的主要因素,提出了堆石料的孔隙率和相对密度双控填筑指标,并结合碾压试验成果验证其适用性。结果表明：(1)对于难以充分拌匀的大粒径粗粒土现场密度桶试验,采用人工分层装样方式,可有效减小试验结果的离散性。(2)密度桶尺寸的选择对试验结果影响较大,过大的尺寸带来较高的试验成本,甚至难以实施,过小的尺寸会带来明显的容器边界尺寸效应。综合现场实际情况,密度桶试验尺寸满足最小径径比和高径比分别在4.0,2.0左右时,试验结果的尺寸效应相对较小。(3)随着最大粒径的增加,密度桶试验的极值干密度均呈现增加的趋势,但当最大粒径达到300～400mm以后,极值干密度基本稳定,试验结果可以作为压实设计和填筑质量控制的依据。(4)试验得到拉哇角闪片岩堆石料的双控填筑指标为：孔隙率不高于19%时相对密度不低于0.73。采用32 t振动碾振动碾压12遍,即可满足要求。(5)采用水平分层碾压的大粒径粗粒土,适当提高压实层厚度与最大粒径的比值,可以取得更佳的压实效率。堆石料取松铺层厚1.0 m左右、最大粒径400～600 ...     

Crack initiation rate of brittle rock under thermal-hydro-mechanical coupling condition

A calculation formula of thermal-hydro-mechanical (THM) coupling crack initiation rate for brittle rock was derived based on the energy conservation law. The self-designed THM coupling fracture test with conductive adhesive electrical measurement method was applied to measuring the THM coupling crack propagation rate of brittle rock continuously. Research results show that both calculation and test results of crack initiation rate increased with increase of the temperature and the hydraulic pressure. They are almost in good agreement, which can prove validity of the calculation formula of THM coupling crack initiation rate.     

软弱地质条件下高压月牙肋钢岔管结构设计研究

软弱地质条件下,围岩所能提供的弹性抗力有限,从保证安全又兼顾投资的角度,对月牙肋钢岔管的结构设计方法进行了研究,在对弹性抗力系数和初始缝隙值两个因素进行敏感性分析的基础上,重点对不同单位弹性抗力的设计方案进行综合比较,总结出合适的单位弹性抗力取值方法,为类似工程提供借鉴。     

基于时空聚类挖掘的库岸边坡位移监测数据约简

库岸边坡失稳会对工程自身效益和周边安全造成巨大损失,而位移监测数据可以直接表征库岸边坡安全状况。传统变形位移分析一般仅考虑单个监测点,不同监测点之间位移的相似性和关联性有待挖掘。基于时空数据挖掘领域的聚类方法,综合考虑测点属性和空间特征,采用K-means算法度量测点间的相似程度,实现变形区域划分;在变形区域划分基础上,采用遗传算法优化的投影聚类算法,将高维数据向低维空间映射,通过提取测点数据特征,筛选得到重点关注的测点和压缩数据量。经实例工程数据验证,时空聚类挖掘方法便捷、有效,逐步实现了边坡位移监测数据约简,可用于类似库岸边坡的监测数据挖掘。     

风机叶片无人机红外热图像拼接方法

针对风机叶片红外图像拼接困难的问题,提出了一种基于无人机速度信息的风机叶片红外图像拼接方法。首先,利用U-net网络预测获得叶片掩膜图像,从而去除冗余的背景信息;其次,计算平移、旋转、缩放参数使拼接图像配准;最后,使用Multiband Blend算法对拼接图像进行融合,消除视场与光照变化引起的拼缝。实验结果表明,本文提出的方法在拼接处x梯度方向上的RMSE小于SURF等传统图像拼接方法,拼接成功率达97.8%,并成功获取风机叶片红外全景图。将Multiband Blend算法应用于叶片红外图像融合,结果表明融合后图像拼接处RMSE显著降低,过渡更加平滑。