考虑饱和渗透系数的宽级配土渗流侵蚀过程室内试验研究

【目的】宽级配土是堤防的主要填料,其在水力梯度作用下会发生内部侵蚀直至管涌破坏。渗流侵蚀过程会改变土体性质,进而影响饱和渗透系数。依据饱和渗透系数演变规律,探究土体渗流侵蚀过程,有助于工程安全性评价与渗透破坏预测防治。【方法】采用自制渗流侵蚀试验仪,通过逐级升高渗透水压力,开展土体侵蚀过程试验,测量饱和渗透系数和细颗粒流失量,探究级配与干密度对渗流侵蚀过程的影响。【结果】结果显示：依据饱和渗透系数演变规律,渗流侵蚀过程可分为侵蚀前期阶段、侵蚀发展阶段和侵蚀破坏阶段,从而定义了渗蚀发展临界水力梯度和渗蚀破坏临界水力梯度;宽级配土的渗蚀发展临界水力梯度与渗蚀破坏临界水力梯度均随级配参数D₁₅/d₈₅增加而减小;当细颗粒含量处于欠填状态时,渗蚀发展临界水力梯度随细颗粒含量增加而减小,渗蚀破坏临界水力梯度随细颗粒含量增加近似线性增大;当细颗粒含量处于满填状态时,两种临界水力梯度与累积细颗粒流失率均随着干密度增加而增大。【结论】可见,由于渗透侵蚀造成的饱和渗透系数变化显著地受土体级配与密实状态的影响。     

固化淤泥土长期强度发展规律与预测模型研究

为研究初始含水率、固化剂种类以及外加腐殖酸对淤泥固化土长期强度的影响,采用堆载预压法降低淤泥初始含水率,以消除传统翻晒烘干法对淤泥赋存腐殖酸的破坏作用。通过无侧限抗压强度试验,分析了180d龄期的固化淤泥土长期强度的发展规律,得到了淤泥固化土的无侧限抗压强度与养护时间之间的线性关系。结果表明,初始含水率和水泥、石灰、腐殖酸、偏高岭土等固化剂对固化淤泥土长期强度发展规律都有显著的影响。偏高岭土的掺入对淤泥固化土初期强度影响不明显,但能明显增强淤泥固化土的后期强度。根据12组不同配比固化淤泥土长期强度数据,引入强度增长因子,建立了固化淤泥土长期强度发展规律预测模型。研究成果可以促进固化淤泥土作为工程填筑的推广应用。     

基于ISM-SD的地下洞室群施工进度风险传递路径研究

针对水电工程地下洞室群施工进度风险存在传递问题,提出了基于解释结构模型(ISM)和系统动力学(SD)的地下洞室群施工进度风险传递路径分析方法。根据地下洞室群的施工特点,建立了地下洞室群施工进度风险指标体系;结合风险传递机理,运用解释结构模型分析风险因素间传递关系,建立了风险因素传递矩阵,并总结归纳出风险因素关系对照表,通过系统动力学分析风险因素间传递路径,揭示了施工进度风险传递路径网络;集成ISM-SD构建了地下洞室群施工进度风险传递路径分析模型,并结合西南地区某大型水电站地下洞室群工程进行分析。结果表明,该方法可有效识别施工进度风险重要因素和关键传递路径,为地下洞室群施工进度风险管理提供了决策依据。     

水电工程项目群供应链风险评价研究

为准确评价水电工程项目群供应链风险等级,有效防范风险事故,应用物元法的区间灰色模糊综合评价方法,在系统分析风险因素的基础上,构建了包含5个一级指标和17个二级指标的水电工程项目群供应链风险评价指标体系;并运用ANP确定各指标的全局权重,利用灰色模糊综合评价法求得风险矩阵;引入物元法确定风险矩阵中各元素与各灰类的关联度,得到各指标和整体的风险等级。运用该模型对国内某水电工程项目群供应链风险进行评价,结果表明该水电工程项目群供应链处于中等风险状态,评价结果与后续反馈情况基本一致。     

基于E-WOA与AnyLogic耦合的土石方调配机械配置优化

机械配置是土石方调配工程的核心,合理的机械配置是工程施工成本、进度和质量的有效保障。为了精确、高效地寻求出最优的机械配置方案,提出了增强型鲸鱼算法（E-WOA）与AnyLogic耦合的土石方调配机械配置优化方法。首先,通过系统分析土石方调配流程,建立总费用最小的优化模型;其次,采用AnyLogic仿真平台构建了基于多智能体的仿真模型,全面描述设备（挖掘机、自卸汽车、推土机、碾压机）、道路、平台（卸料平台、停车平台）等实体元素之间的交互关系和动态过程;最后,引入收敛速度快、全局性强的E-WOA算法与AnyLogic进行耦合,开发仿真控制器实现耦合模型对优化问题的求解,并结合工程实例进行了分析。结果表明该方法可以节省11.11%的时间和27.34%的费用,为土石方调配工程施工管理决策提供借鉴。     

基于定额回归法的导流洞工程赶工费用计算

导流隧洞施工受水文、地质、施工环境等不确定性因素影响,常出现工期延误需进行赶工。针对水电站导流洞施工过程中的单一工期延误事件,分析了常见的变更方案及对应的理论延误工期确定方法,提出一种基于定额回归法的导流洞工程赶工费用计算方法,并将该方法应用于白鹤滩水电站导流洞施工中。结果表明,该方法能确定各延误事件与工序影响的对应关系,判别非承包商责任的工期延误和赶工事实,并计算出完整的赶回工期、赶工工序及赶工费用,为工程索赔提供了参考依据。     

边坡工程中监测数据场三维云图实时动态可视化方法

实现监测物理量空间数据场的三维实时动态可视化表达,是边坡工程安全监测三维可视化在线分析的关键。空间数据场三维可视化最直观的表达形式是三维云图,其绘制方法包括面绘制和体绘制,而体绘制方法是实现三维数据场实时动态云图绘制的首选方法。鉴于X3D灵活的场景交互和丰富的三维几何造型节点,通过生成用于监测数据场三维云图显示的几何载体TEN模型,在提取监测点坐标并形成监测数据场的基础上,应用空间插值算法得到TEN网格节点的监测物理量数值,并按照特定颜色表映射到网格节点的颜色域值,提出基于X3D技术的空间数据场三维云图体绘制方法。以某水电站坝肩边坡和某水电站谷肩堆积体为例,应用该方法实现边坡和堆积体监测数据场三维分布云图的实时动态可视化显示,直观地揭示监测对象的变形趋势和可能的变形破坏模式,为该方法在水利水电和岩土工程的边坡及地下工程安全监测领域的应用提供参考。     

二维静电场问题的面片拼接等几何分析方法研究

等几何分析方法在求解静电场问题时,实现了几何模型和计算模型的统一以及自适应网格划分过程,然而受制于单个NURBS曲面片拓扑的局限性,单片等几何分析方法难以处理含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题.本文基于面片拼接技术,将单片等几何分析方法扩展到多片,并用来求解二维含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题,NURBS曲面片拼接处的控制点和网格细分前后要求必须匹配.由于NURBS基函数不满足插值性,在非齐次Dirichlet边界条件的处理上本文采用Lagrange乘子法进行处理.数值算例表明：修正后的多面片等几何分析方法可以很好地处理二维含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题,且相比传统的有限元法,该方法具有自由度消耗小、精度高、收敛速度快等优点.     

基于分布式光纤测温的拱坝施工期温度突变识别基于分布式光纤测温的拱坝施工期温度突变识别 . .基于分布式光纤测温的拱坝施工期温度突变识别

针对溪洛渡特高拱坝施工期混凝土光纤测温出现的温度突变情况,结合光纤测温数据特征,采用循环探测检验法对温度突变值进行识别,并在建立的施工期混凝土温度统计模型基础上,通过回归分析对实测通水温度、环境气温等各温度分量引起的温度变化量进行定量分析。该识别方法可在混凝土温度发生突变时准确定量解析异常成因,以便修正实测温度数据。同时,基于光纤测温数据构建了坝体温度场,可更直观反映坝体温度场变化,为大坝温度场状态判断提供了依据。     

水利工程高危作业突发事件演化机理尖点突变模型研究

为减少水利工程高危作业突发事件形成,控制事件影响,在分析高危作业施工安全风险影响因素的基础上,得出突发事件演化机理图;结合突变理论,将内在动因和外在诱因作为控制变量、施工安全动态作为状态变量,构建水利工程高危作业突发事件尖点突变模型。通过模型进一步分析事件形成过程,阐述分裂因子和正则因子在突发事件前、后的作用及事件演化轨迹,同时总结出安全作业(2种)、外因隐患作业、内因隐患作业、危险作业(2种)共6种施工安全状态,进而提出突发事件的预防措施、控制措施、应急措施。研究表明:作业人员素质的提升是避免突发事件形成的关键因素,管理人员的行为在事件发生前后极具影响力。该模型研究对水利工程领域中的高危作业安全保障作出了进一步的理论探索。