退化结构时变可靠性分析的随机过程新模型

由于外部荷载和内部材料复杂时变特性的影响,服役结构的性能退化机制复杂.引入具有独立增量特性的Gamma过程来描述结构抗力的单调退化特征,采用Poisson随机过程和Bernulli随机过程分别描述了结构所受荷载的变化,建立了抗力-荷载双随机过程体系;同时,基于穿越率的观点,提出了基于本文新模型的工程结构性能时变可靠性分析的计算方法,推求了结构时变可靠度表达式.分析表明,本文模型能够较好地描述退化结构随时间的抗力退化规律和荷载随机变化过程,可以为基于时变可靠度理论的结构评估和寿命预测提供理论依据.     

混凝土重力坝水下接触爆炸下的毁伤特性分析

采用常规有限元法研究接触爆炸下的结构破坏特性时,往往将由于网格高度畸变而导致计算中断或错误的结果。考虑炸药、流体、结构之间的动态耦合及混凝土的高应变率效应,采用SPH-FEM耦合方法,其中SPH法用于模拟爆炸近区的坝体大变形,FEM法用于模拟远场坝体响应,构建了混凝土重力坝水下接触爆炸的全耦合模型,对水下接触爆炸下的大坝动态响应及毁伤特性进行分析。研究表明,采用SPH-FEM耦合分析技术可以较好地揭示水下接触爆炸下大坝冲坑形成及其毁伤特性;水下接触爆炸冲击荷载作用下大坝受损程度比水下非接触爆炸时严重,在研究水工大坝抗爆性能时,应重点关注水下接触爆炸下的大坝毁伤特性。     

基于改进YOLOv3的水电施工区安全佩戴检测方法

水电工程施工场区安全风险因素众多,在人员行为安全方面,其施工佩戴和操作不规范造成了较多的安全事故,现行的基于监控图像的检测算法在实际应用场景中仍然有所欠缺,检测速度和精度的矛盾性、鲁棒性低、实时性差、小目标识别丢失、重叠遮挡密集干扰漏检等问题仍然凸显,这些问题严重阻碍了施工场区安全管控水平的提升。针对上述难题提出了改进YOLOv3的多目标安全检测识别方法,引入空间金字塔池化结构,对Darknet-53网络结构进行调整优化,获取检测速度的提升;增加特征层以保留更多的小目标特征信息;采用GIOU改进损失函数,优化聚类方法提升了场区工人、佩戴安全帽情况、防疫口罩佩戴情况、着火险情的识别精度。经过实践应用分析验证,改进的YOLOv3-SG网络较原有网络检测效果有了较大提升,自建数据集平均精度mAP从75.6%到88.5%,多次检测速度平均值达到了40.1FPS,实现了满足水电工程施工场区智能识别场景下的人员安全佩戴和险情管控目标。     

基于BIM-P3E/C的水电工程进度成本协同研究

为了提高水电工程进度与成本协同管理的易操作性和直观性,采用BIM和P3E/C软件建立了进度成本协同的实施解决方案。将水电工程P3E/C进度成本计划数据与BIM模型的构件进行关联同步,在分析了基于IFC标准的进度成本信息模型表达的基础上,结合P3E/C Web Service接口建立了异步调用的实施流程,并通过C#二次开发Revit的方式实现了进度成本信息模型的初始化,为基于网络的信息协同提供了基准模型。在此基础上,提出了进度成本协同管理实施的一般流程,并实现了基于BIM的5D进度成本跟踪分析功能,为不同层次的工作人员提供了一个可视化的信息共享与协同办公平台。结果表明,该方法能够提供可视化的手段跟踪施工进度与成本状况,能为项目领导层、管理层提供更直观的决策信息,同时也降低实施层对专业管理软件的作业门槛。     

基于渗流应力耦合的导流洞封堵期 结构安全分析

通过建立复杂三维渗流场模型,对导流洞整体三维渗流场特性进行分析;同时基于渗流—应力耦合模型,应用空气单元模拟导流洞渗流场分析中的排水孔效应,采用三维弹塑性非线性有限元法对导流隧洞开挖、支护、下闸蓄水及封堵期的围岩稳定及结构安全性进行了全面仿真计算分析。结果表明,采用空气单元可以有效模拟排水孔的排水效果;在顶拱围岩设置排水孔可有效降低洞周围岩的外水压力水头,改善支护结构的受力状况。     

重力坝多失效模式相关层间抗滑稳定体系的可靠性分析

提出了基于 Copula函数的重力坝多失效模式相关体系的可靠性分析方法.运用多元Copula函数建立了重力坝层间抗滑稳定相关体系的联合分布模型,从理论上推导了基于Copula函数求解体系相关可靠度的计算式;然后采用非参数估计方法确定了相应Copula函数中的待定参数.通过算例,验证了基于Copula函数的相关性可靠度分析模型的合理性,接着对某重力坝多失效模式相关的层间抗滑稳定体系进行了可靠性分析,并与传统方法的计算结果进行了对比.算例结果表明,Clayton Copula函数可以作为表征重力坝串联体系可靠性中失效模式间相关结构的最优Copula函数,基于Copula函数的相关性可靠度模型计算结果克服了基于独立性假设的一阶、二阶区间估计等方法的局限性,且仍在Ditlevsen二阶界限区间估计值的范围内,能够满足工程问题的精度要求.     

基于IAHP扩展TOPSIS法引水隧洞实时风险识别

基于区间层次分析(IAHP)法和扩展逼近理想解排序(TOPSIS)法,建立了合理的引水隧洞实时安全风险识别模型,通过在某大型引水工程接近城区隧洞段中的运用,在不同施工阶段做出安全风险区间多指标决策,并根据相应阶段的工程数据对安全风险因子进行排序,检验了实时安全风险识别模型的可行性和有效性。     

基于S变换的叠梁闸门水脉动压力特性研究

以叠梁闸门脉动水压力为研究对象,采用S变换方法对叠梁闸门泄水过程的脉动压力信号进行时频分析处理,研究脉动压力信号能量在时频内的分布规律,确定脉动水压力在不同泄水方案下的优势频率。通过脉动压力优势频率和叠梁闸门的固有频率分析比较,判定在泄水过程中叠梁闸门发生共振现象的可能。结果表明,脉动水压力为低频分布,不同时刻的频率明显不同;不同取水方案时频率成分有明显的变化,随着取水高程的增加,脉动能量分布越来越广泛,频率成分也越来越丰富。在泄水过程中脉动水压力频率较小,远小于叠梁闸门固有频率,闸门运行过程中不会出现共振现象。     

水下和空中爆炸冲击波传播特性对比分析

由于水和空气的物理属性差异以及与爆炸产物的界面作用效应不同,使得爆炸冲击波在水和空气中传播特性存在较大差异。通过构建自由场水下和空中爆炸耦合数值仿真模型,对水下和空中爆炸冲击波传播特性进行对比分析,研究了起爆介质对冲击波峰值压力、冲量、传播速度的影响;同时考虑冲击波与自由面反射的稀疏波相互作用过程,研究了近自由面对水下和空中爆炸冲击波传播特性的影响。研究表明,水下爆炸冲击波传播压强峰值及冲量均较空中爆炸大很多,对结构的潜在破坏能力较强;自由界面对冲击波传播特性存在较大的影响,在近自由面水下爆炸产生了冲击波水面切断及气穴现象,而在近自由面空中爆炸产生了冲击波增强效应。     

破损拱坝的安全评价

将矿产统计学中的克里格法应用到水工结构的安全评价上来，把材料的力学性能参数看作是空间随机场，根据样本点的实测值得到各个单元的力学性能参数，拱坝的应力状态不能的以映其安全性，其安全性在于解除多余约束的难易程度上，因此若对破损拱坝进行进行评价必须进行破坏追踪，在破坏追踪的过程中，每当破坏一个单元，就把其力学参数年作一样本点，重新计算材料的随机场，以反映破坏过程中材料随机场对时间（破坏过程）的关系。