燕山水库防渗墙安全监测仪器安装及资料分析

为掌握燕山水库大坝基础防渗墙运行性态,施工期分6个断面安装埋设了96支应变计、无应力计、钢筋计和土压力计.采用自行研制的钢架弹出机构来安装土压力计,保证了所安装仪器的完好率.实测资料分析表明,各监测仪器运行正常,防渗墙工作性态正常.     

考虑砂浆冻融作用的浆砌石水闸应力变形特性分析

浆砌石水闸在长期运行过程中,受外界冻融作用,水泥砂浆易产生劣化效应,影响其应力变形特性和服役寿命。考虑到冻融作用对水泥砂浆力学性能的劣化效应,结合红旗渠分水闸工程,利用ABAQUS有限元软件,建立拱圈及闸室结构精细的三维有限元模型,研究了不同劣化程度下闸室的应力和变形情况。结果表明,随着劣化程度的加重,该工程闸室在拱顶附近和交通桥墩处逐渐出现应力集中,应力和变形基本呈曲线变化,且变化速率越来越大。这些部位是闸室的薄弱部位,在结构设计和安全运行监测时应给予足够重视。     

大坝安全预警系统架构初探

基于数据仓库与数据挖掘技术，结合预警系统的三维结构图，初步研究了大坝安全预警系统的架构，并将其概化为数据融合、警兆辨识、警源分析、警情分析及警情发布等5个子系统。该架构的建立对今后大坝安全预警系统的研制开发具有重要意义。     

利用马尔科夫链修正的变维分形模型及其应用

以往的预测模型对数据长度有较强的依赖性,且数据出现较强的非线性时,将增加预测的复杂程度。为使监测数据呈现出一定的线性关系,基于分形理论,将常维分形改进为变维分形,并据此建立相应的数学模型,通过短期监测数据进行预测。考虑到变维分形得到的预测结果不可避免地存在一定的波动误差,对此,利用马尔科夫链(Markov)无后效性的特点对预测结果进行修正,从而提高预测精度。以西溪水库的监测资料数据为样本,建立其马尔科夫链-变维分形预测模型,结果显示最大误差修正值可达0.89%,占原预测误差的67.9%,表明利用马尔科夫链修正的变维分形模型能有效地减小误差,提高预测精度。     

大坝混凝土楔入劈拉试验的并发多尺度区域分解数值模拟

并发多尺度区域分解法应用于复合材料力学性能的多尺度数值试验研究,可在同一有限元模型中分别实现对损伤子区域的高精度细观网格剖分和对线弹性子区域的高效率宏观网格剖分。采用随机骨料模型模拟大坝混凝土细观结构,再结合并发多尺度区域分解法,建立了大坝混凝土的并发多尺度区域分解有限元模型;然后,将模型应用于全级配随机凹凸型骨料试件的楔入劈拉试验数值模拟。计算结果表明:(1)该模型能够重现大坝混凝土楔入劈拉试件的跨尺度破坏过程,计算所得的P_h-CMOD曲线以及宏观裂缝区扩展模式均与已有文献的物理试验结果相符;(2)模型的最终计算规模仅为全细观尺度有限元模型计算规模的43.18%。数值试验模拟结果与物理试验所得结果的一致性说明模型合理,此外,计算规模的减小使得模型的计算效率得到了显著提升。     

坝基帷幕防渗性能衰减的数值模拟

大坝长期运行条件下,帷幕受到坝基水的侵蚀作用,其矿物组成的溶失使得帷幕细观结构发生改变,进而引起防渗性能衰减,可能造成渗流安全隐患.为反映帷幕防渗性能衰减机理及其造成的影响,依据地下水动力学、溶质运移以及化学动力学的相关理论,建立了渗流场、化学场以及固相介质细观结构等多物理场耦合的数学模型,以帷幕中的主要组成Ca(OH)2作为目标矿物,研究其溶失引起的帷幕自身孔隙度和防渗性能改变以及对渗流等的影响.模拟结果表明,模型能较好地反映帷幕细观结构改变发生的部位及其程度.同时,模型还可预测由于防渗性能衰减而引起的渗流量的增加以及幕后目标离子浓度的变化.     

基于信息智能融合技术的安全监控综合信息管理系统研究

针对燕山水库大坝安全监控综合管理系统较复杂且以往的局部监测、局部诊断和评价等技术手段已不适合本工程的发展需要,运用信息融合技术将信息、人工智能、材料、工程与管理等多学科的理论和方法进行科学、有效融合并分为数据融合层、分析融合层、诊断融合层和评价融合层四个层次,从而研发出燕山水库安全监控综合信息管理系统,实现了大坝安全智能监控的目标.     

大坝实测性态的灰色马尔科夫链预测方法研究

为实现大坝安全性态的准确预报,以西南某坝的多年扬压力极值为例,以扬压力实测序列建立GM(1,1)预测模型,基于预测模型的残差序列建立马尔科夫残差模型,对比分析GM(1,1)残差预测模型和马尔科夫残差模型;综合GM(1,1)模型和马尔科夫残差模型建立灰色马尔科夫模型,并利用灰色马尔科夫模型预测扬压力极大值。结果表明,灰色马尔科夫模型提高了预报的精度并恰当地反映了过程的摆动性。     

大坝安全预警系统警源分析模型研究

针对警源是整个安全预警系统的基础,识别影响工程安全的警源一直是坝工界关注的热点。从警源基本概念入手,运用数据挖掘技术建立了大坝安全预警系统警源分析模型,并将该模型应用于实际中,为大坝安全预警提供了科学依据。     

信息智能融合技术在曹娥江大闸安全监测系统中的应用

曹娥江大闸安全监控综合评价系统由若干个子系统组成,其中安全监测系统的分层和分块特性使得系统更为复杂,以往的局部监测、局部诊断和评价等技术手段已不适合本工程实际安全管理需要.本文运用近年来才发展起来的信息融合技术,将信息、人工智能、材料、工程与管理等多学科的理论和方法进行科学、有效、合理的融合,并初步将其分为数据融合、分析融合、诊断融合和评价融合等4个层次,从而建立曹娥江大闸安全监测评价系统,实现大闸安全智能监控的目标.