基于IFOA-GNN的土石坝施工期位移预测模型

有效预测土石坝施工期的位移对大坝安全运行具有重要意义。针对基于智能学习的大坝位移预测模型存在的不足,提出了一种基于改进果蝇算法(IFOA)与灰色神经网络(GNN)相结合的土石坝位移预测模型,即通过改进的果蝇算法迭代调整灰色神经网络的权值和阈值,得到全局最佳的初始化参数,将其结果输入灰色神经网络,并将其应用于某土石坝施工期位移预测。结果表明,该预测模型预测精度高、预测结果稳定,且精度及稳定性均优于灰色神经网络模型(GNN)和果蝇算法与灰色神经网络(FOA-GNN)预测模型。     

基于"有压快排"的膨胀土边坡柔性综合防护方案研究

膨胀土边坡稳定问题是国内工程建设中常见且灾害性强的技术问题,一旦边坡失稳将严重影响工程的安全运行并造成巨大的经济损失.提出了一种基于"有压快排"的膨胀土边坡柔性综合防护方案,并在丹江口库区宋岗码头岸坡治理中成功应用.数值计算结果表明:该方法能较好地控制边坡渗流场,并显著提升膨胀土边坡的稳定性.     

基于响应面法的土石坝参数随机反演分析

针对常规随机反演过程中需多次进行数值模拟与优化方法耦合存在的计算量过大的问题,提出基于响应面法的土石坝参数反演方法。在有限元分析的基础上,利用中心复合设计进行有限次试验,建立可反映土石坝参数与位移之间非线性隐式关系的响应面方程,以代替有限元计算;结合内点法及Monte-Carlo随机抽样,对响应面方程的目标函数进行迭代寻优,从而实现土石坝参数的随机反演分析。数值算例表明,该方法计算结果误差小,求解效率高;随机反演得到的参数能更准确地反映材料的真实情况,其统计特性还可用于土石坝稳定计算和风险评估。研究成果为实际土石坝工程的参数确定提供了参考。     

基于响应面法的泵站弹模反演分析

针对目前试验室测试和现场试验进行力学参数的测定具有局限性这个问题,利用某些具体已知监测值对泵站的具体物理参数进行反演分析。选取泵站以及地基的弹模进行反演研究。首先,在有限元分析的基础上,利用中心复合设计进行有限次试验,建立可反映泵站弹模与位移之间非线性隐式关系的响应面方程,以代替有限元计算;其次,利用遗传算法对响应面方程目标函数进行迭代寻优,从而实现泵站弹模的反演分析。最后,选取了2个泵站,利用监测值进行反演,响应面方程结果的误差大都在1%以内,最终弹模反演的误差在2%以内。经数值算例表明,该方法计算结果误差小,求解效率高,能准确地反映材料的真实情况。研究成果可为实际泵站工程的参数确定提供参考。     

基于SQP法的泵站建筑物模糊安全综合评价及界面开发

针对目前层次分析法中权值计算和判断矩阵一致性检验分开进而导致计算精度不够精确的问题,提出了基于SQP法的权值计算算法。同时针对目前泵站建筑物安全评价中评价指标数较多,计算复杂易出错的问题,基于MATLAB GUI将整个安全评价过程设计为一个可视化界面。将权值计算与判断矩阵一致性检验相结合形成一个非线性优化问题,然后利用SQP法来求解。在提出的SQP权值计算算法的基础上融合模糊综合评价模型应用MATLAB GUI将计算过程封装成一个界面。以南水北调东线某大(1)型泵站建筑物安全评价为例,在此泵站上应用SQP算法计算各指标权值。计算结果表明,此算法计算精度高、收敛速度快。将开发出的界面应用到此泵站上可简单快速完成泵站建筑物安全评价,与实际状况较为符合。研究成果可为泵站等类似建筑物的安全综合评价提供参考。     

舒庐干渠连续梁桥式渡槽结构安全分析

为适应跨流域调水工程中大跨径渡槽工程建设,在消化吸收连续梁桥建设经验的基础上,舒庐干渠上跨引江济淮工程的渡槽,选用变截面连续梁桥作为支撑结构的连续梁桥式渡槽。在综合考虑了结构自重、水荷载、温度应力、预应力以及地震荷载等对连续梁桥式渡槽的影响后,采用 Midas Civil 三维有限元软件对渡槽支撑结构主梁、墩和桩基进行安全分析,分析结果表明在上述荷载作用下,舒庐干渠连续梁桥式渡槽结构安全可靠。     

基于有限元法和逐步回归法的泵站位移统计模型构建方法

由于大部分的泵站地基不是岩基,通过传统的力学方法无法得到较为准确的泵站位移统计模型,计算较为困难。因此,基于大坝变形统计模型构建的理念,提出了基于有限元-逐步回归分析的泵站位移统计模型构建方法。该方法以逐步回归为基础,通过有限单元法来确定统计模型中与水压分量有关的各个因子,再根据监测资料来确定温度分量和时效分量里的各个因子,从而得到较为准确的泵站建筑物位移统计模型。经南水北调东线某泵站验证表明,泵站实测的水平、垂直位移与三维有限元-逐步回归分析得出的结果基本一致,进一步表明,采用的统计模型用于泵站的位移分析是可行的。基于有限元-逐步回归法的泵站位移统计模型拟合效果较好,拟合精度较高,为泵站监测资料分析提供了新思路。     

灰色—马尔科夫模型在南俄5水电站大坝变形预测中的应用研究

利用灰色—马尔科夫模型对南俄5水电站大坝变形进行预测分析研究,利用数据分组技术进一步提高了灰色—马尔科夫模型预测变形的精度。以南俄5水电站大坝表面水平位移观测值为样本,将大致能够拟合为指数函数曲线的数据分为一组,然后分别考虑不分组和分组两种情况预测其未来值。经过计算对比后发现合理的分组可以使预测值的相对误差缩小到11%以内,精度较之前有了明显的提高。由此表明,利用灰色—马尔科夫模型并结合适当的数据分组技术对大坝变形的预测有较好的效果。     

改进的模糊综合评价法在渡槽风险评价中的应用

在传统的模糊综合评价方法中常利用主因素决定型算子、主因素突出型算子以及加权平均型算子通过模糊关系矩阵R将因素模糊向量A变换为等级模糊向量B,而传统的主因素型算子容易忽视各因素的综合影响以及重要性程度低但风险高的因素的影响,加权平均型算子不利于凸显不利因素对风险评价结果的决定性作用。所以本文在主因素突出型算子以及加权平均型算子的基础上加以改进得到两种新的Fuzzy合成算子:λ型Fuzzy合成算子和全优型Fuzzy合成算子。通过典型算例分析表明:λ型Fuzzy合成算子可以通过调整λ值改变对有利因素或不利因素的重视程度,而全优型Fuzzy合成算子可以避免有利因素对整体评价结果起到决定性影响,同时考虑到不利因素的决定性作用。两种算子在实际渡槽工程风险评估中的应用表明:在采用同一类模糊单值化的情况下,采用λ型Fuzzy合成算子和全优型Fuzzy合成算子得到的渡槽风险评价结果基本一致,两种新算子能够反映实际工程的安全特点,全面考虑实际工程的不利因子和有利因子对风险评价结果的影响和作用。     

挡土墙三维设计分析软件平台的实现及应用

为了减少在挡土墙设计过程中的重复劳动、提升设计效率和设计方案的优化水平,开发了集合三维设计、基于规范的计算分析功能、有限元分析功能、自动出工程图及设计和计算说明书的挡土墙三维设计分析软件平台。在某泵站工程挡土墙设计中的应用表明:该软件平台通过参数化设计方法、分析模块和设计模块参数共享,实现了边设计边分析,并且可以自动给出工程图及设计(计算)说明书,减少了大量的重复劳动,为设计人员提供了更多的设计方案优化时间;三维可视化界面可为设计人员提供对设计对象的直观感受;智能化建议功能能够实时提供给设计人员关于设计方案的评估结果。挡土墙三维设计分析软件平台的实现,有助于探索专门性水工结构三维设计分析软件平台的实现方法,有利于探索水工结构设计的集成化、信息化和智能化的发展方向。