水工建筑物防渗墙技术60年II:创新技术和工程应用

中国水利水电工程的高速发展产生了大量新兴技术。本文聚焦于防渗墙三大典型技术领域:(1)深度超150 m的防渗墙修建技术;(2)病险水库防渗加固;(3)围堰防渗墙的特殊施工工艺。本文对这些技术及相应的典型案例进行了回顾。重点包括以下几个方面:(1)150 m级防渗墙建设中泥浆以及造孔机械的技术创新;(2)存在管涌风险的老旧大坝的特殊堵漏工艺;(3)围堰防渗墙工程施工方法。     

白格堰塞体风险后评估——再次堵江洪水分析和应对措施

2018年10月10日和11月3日,金沙江上游白格地区发生两次大型山体滑坡形成堰塞湖,对下游造成了巨大破坏。根据白格滑坡残留体变形监测,仍具有下滑堵江风险,下游4座在建水电站仍面临风险。文章对下游叶巴滩、拉哇、巴塘、苏洼龙水电站进行调洪计算及风险分析,成果表明:2021年汛前苏洼龙水电站大坝蓄水后将具备防洪功能,届时将阻断溃坝洪水向下游演进,但因该工程地处下游,无法减轻上游3个电站的防洪压力; 2025年汛前叶巴滩大坝修建至2840m时,可阻断溃坝洪水向下游的演进;当前至2025年汛前在叶巴滩坝体尚未形成规模时风险依然存在,对此提出了卸载残留堰塞体的方案及建议,并已获实施。     

特高坝及梯级水库群设计安全标准研究Ⅲ:梯级土石坝连溃风险分析

为承应本系列论文提出的建立在梯级水库群连续溃决风险分析基础上的特级土石坝分级标准,本文阐述了溃坝计算、洪水演进和连溃分析模型的基本原理,通过对冲刷模型、泄流渠水深计算方法等方面的改进,提出了一个数值分析稳定、对输入参数敏感性低的溃坝分析方法。通过实际工程算例分析表明,本文方法不仅适用于单坝溃决洪水分析,计算成果符合工程实际,而且对连溃分析也具有很好的操作性。溃坝风险分析可作为土石坝风险等级确定的重要手段,也为实施本系列论文建议的等级标准提供了基础支撑条件。     

上海地区深基坑支挡结构稳定安全标准研究

基于上海市11个工程的地勘报告共111组实验数据,提出了上海市4类土变异系数的建议值;回顾了国内现行的规范,以并《工程结构可靠性设计统一标准》(GB50153-2008)为依据,建议一个目标可靠指标3.7来对应《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中规定的安全系数1.35;基于总应力法,采用简化毕肖普法计算安全系数,采用Rosenbleuth法计算可靠指标,并采用由第一作者开发的STAB程序搜索临界滑裂面;对上海市3个深基坑工程进行了复核分析,发现在可靠指标3.7时安全系数均在1.35左右,从而验证了规范规定的安全系数的允许值和可靠指标有较好的对应关系。     

金沙江“10·10”白格堰塞湖溃坝洪水反演分析

<正>准确预测堰塞湖溃坝洪水流量过程在堰塞湖应急抢险过程中极其重要。以白格堰塞湖下游水文站实测的洪水过程为依据,通过DB-IWHR溃坝洪水分析程序和GST洪水演进模型,分别采用不同冲刷侵蚀参数对"10·10"白格堰塞湖漫顶自然泄流过程进行了反演分析。结果发现:冲刷参数=1.100 0、=0.000 6时,叶巴滩、拉哇水文a b     

考虑球面波效应的水下爆炸冲击因子

水工建筑物的安全防护关系着国防和民生安全,目前还缺少有效的指标评估水下爆炸冲击波对大坝等结构的作用。水下爆炸冲击波通常以球状向四周传波,本文推导了球面波作用下结构的总能量,由此建立了水下爆炸冲击因子衡量结构的振动与变形响应。针对正面挡水、背面临空的平板结构,分别开展了数值模拟及离心水下爆炸试验研究,通过数值模拟,验证了在相同冲击因子条件下,爆距的变化几乎不影响平板产生的应变能和动能。随后采用本文所得的冲击因子对离心水下爆炸试验结果进行整理,并与传统的比例距离、平面波冲击因子等指标的分析结果进行对比。本文所得的冲击因子可以统一描述近场和远场水下爆炸作用。     

基于信号时频特征的微震波形识别在岩爆预测中的应用

在深埋地下工程施工中,需要通过监测采集微震信号分析施工过程中的岩爆风险,由于现场干扰因素多,数据中混入了大量冗余信号,大大影响了岩爆预测的效率。为有效识别出岩石的破裂信号,本文采用快速傅里叶变换,对比分析了微震/岩爆信号与其它无效信号的频率特征,采用多输入的卷积神经网络方法,建立了基于信号时频特征的微震波形识别模型,实现了对微震/岩爆信号的有效识别。基于引汉济渭秦岭输水隧洞的微震监测资料,采用3770个波形对模型进行了测试,模型识别精度可达96.1%。模型对比了不同输入方式对预测结果的影响,针对随机挑选的100次微震事件和100次无效事件,结果表明：采用信号的时频特征作为输入,模型比单纯采用时域或频域特征具有更高的精度。     

关于我国重大基础设施工程安全相关科研工作的思考

中国正在快速、大规模地开展基础设施建设。确保重大工程安全对于这些基础设施建设具有重大意义。该文从以下5个方面论述开展重大工程安全相关科研工作的重要意义和必要性：(1)不断挑战极限的工程建设指标（如坝高、桥梁跨度、高铁时速）孕育的风险;(2)相当一批基础设施步入其生命周期的中、老年阶段面临的问题;(3)新兴的基础设施建设领域尚需积累经验;(4)严重的自然灾害给全面建设小康社会带来的大挑战;(5)城镇化建设进程带来的公共安全隐患。该文回顾了在能源、矿山、交通、城市高层建筑等领域基础设施建设有关安全的主要技术问题,同时讨论了关于可靠度分析、强震地区抗震设计、减灾和信息支持方面的重大科学问题。     

拉力集中全长黏结型锚索长期耐久性研究

 拉力集中全长黏结型锚索曾在我国重大水电工程中得到广泛应用,针对这些用作永久支护的锚索工程使用寿命以及是否会有一天成为工程的“定时炸弹”的问题,通过现场开挖一根在漫湾水电站左岸边坡服役20 a的锚索,对这一问题进行初步讨论。结合开挖试验成果,从锚头锈蚀特征、钢绞线缩进量、水泥砂浆防锈效果、内锚固段特征以及钢绞线化学和力学性质变化等方面,对拉力集中全长黏结型锚索的长期运行效果进行综合评价。得到如下结论：(1) 全长黏结型锚索对于锚头锚具的要求较低,该工艺锚索在任何一个位置发生损坏断裂后,都将不至于由于一处的损坏而导致锚固工程整体的破坏;全长黏结可以有效地阻止锚索失效链条的进一步发展;(2) 水泥砂浆可以起到很好的防锈效果,但对于锚头位置仅采用混凝土浇筑的防锈工艺并不能达到理想的效果;(3) 开挖锚索内锚固段未发现任何横向裂纹,证明在适当的预应力范围内水泥砂浆可以达到较好的锚固效果;(4) 开挖锚索服役20 a后,钢绞线的化学成分和力学性质均未发生明显变化。     

拱座抗滑稳定可靠指标和分项系数取值标准研究

拱坝设计规范(SL282-2003)规定拱座抗滑稳定允许安全系数为3.5,相对重力坝抗滑稳定允许安全系数3.0,提高了0.5。据此,工程结构可靠性设计统一标准(GB50153-2008)规定二者对应的允许可靠指标也应有所区别。同时,拱坝规范对基于极限状态设计方法的分项系数也提出了与重力坝不同的取值标准。本文在前期针对重力坝相关问题的研究成果基础上,探索拱座抗滑稳定可靠指标和分项系数取值标准问题,认为与拱座抗滑稳定安全系数3.5对应的允许可靠指标应取4.45,并通过实际工程算例率定,验证了混凝土拱坝设计规范DL/T5346-2006规定的各分项系数取值合理性。