分叉型库盘变形及对特高拱坝变形性态的影响

由弹性理论推导了特高拱坝在库水压力作用下引起的库岸边坡表面横河向水平位移计算公式;利用有限元数值仿真方法模拟了分叉河道的库盘库型,开展了库型因子对库盘基岩和大坝变形的敏感性分析。理论分析和数值计算结果表明:库水位和岸坡坡角是谷幅收缩的主要影响因素,河道分叉处到坝前距离和库水位是影响库盘变形和坝体变形的显著因素;随着高程增加,库水面以下横河向岸坡变形先向两岸方向增大,然后一直减小,直至转向河谷方向,而库水面以上岸坡一直向河谷方向变形。     

基于分数阶模式的高拱坝变形安全监控研究构想

为科学监控服役过程中高拱坝的变形安全,基于高拱坝结构特性和服役特点,在分析分数阶元件模型、混凝土坝物理力学参数反演、混凝土坝变形安全监控发展动态的基础上,依据分数阶建模理论,提出了一种高拱坝变形安全监控研究思路与构想:围绕高拱坝变形性态分数阶数值模拟以及基于分数阶模式的单测点和测点群变形安全监控这两个互相关联的科学问题,沿着“分数阶元件模型→物理力学参数反演→单测点变形安全监控→测点群变形安全监控”的研究主线,遵循“基础到深入、简单到复杂、现象到本质、理论到应用、局部到整体、一维到多维” 的原则开展研究。为实现研究构想,重点需攻克三维高应力状态下高拱坝加速流变效应分数阶元件模型、分数阶元件模型弹性和黏弹性物理力学参数反演,以及高拱坝时效变形分数阶分析模型这3个关键的科学技术问题。     

混凝土拱坝安全监测及变形性态分析研究

大坝安全监测对稳定性研究和安全评价具有十分重要的现实意义,文章结合对某碾压混凝土双曲拱坝的环境量监测资料,基于统计模型原理掌握水位、气温和降雨量等影响因子的变化规律,通过几何水准和静力水准监测方法对坝体水平位移、垂直位移进行考证并得出安全性评价结论,所得成果对于大坝的安全形态研究具有一定的参考价值.     

考虑渐进灾变特性的高拱坝变形性态诊断方法

针对高拱坝变形性态诊断已有方法的局限性,考虑变形失稳过程的渐进灾变特性,结合现代坝工学、力学和数学理论,提出了一种新的诊断方法。该方法在表征水压、温变和时效变形的基础上标定高拱坝的弹性变形状态,借助信息熵理论建立个体诊断指标,依据投影寻踪法优化获取个体贡献度,据此构建群体诊断指标,并基于典型小概率原理拟定诊断控制值,提出了群体正常、群体基本正常、个体异常、群体异常、群体恶化的诊断准则。工程实例检验结果表明,该方法有效地刻画了渐进灾变过程,适用于尚未遭遇最不利荷载的情况。     

谷幅收缩变形对高拱坝结构的影响分析

本文通过三维有限元方法,结合溪洛渡工程资料,并采用子模型方法研究了谷幅收缩变形对高拱坝结构的影响.考虑了不同谷幅收缩模式在正常蓄水位和死水位两种工况下,对71.73cm谷幅收缩变形作用和预测极限谷幅收缩作用下,溪洛渡高拱坝结构的应力和变形状态进行了研究.研究结果表明,大坝结构的应力分布规律、应力状态、应力极值大小以及拱...     

拱坝变形监测预报模型研究

采用力学方法计算拱坝变形的水压分量和拱坝各水平截面原度方向的平均温度Rm和线性温差Td，但仍用统计方法选取变形的温度因子和时效因子，从而建立拱坝变形混合模型作为预报模型．其中，变形水压分量的计算采用了有限元法和拱架法；Tm和Td的计算，分析了分段水位的选用，气温和水温对变形影响的滞后规律、水温相位差选用等问题．实践证明，该模型具有计算简便，适应性广，预报效果好等特点。     

小湾高拱坝三维有限元弹塑性分析

本文采用非线性三维有限单元法，综合多种稳定安全度评价方法（点安全系数法、超载法及强度储备相结合的综合法）分析了小湾高拱坝的变形失稳及破坏发展过程。结果表明，小湾高拱坝点安全系数最小值约为１．８，超载安全系数的４．５，超载强储综合安全系数约３．６。     

基于聚类分区和MO-LSSVR的高拱坝变形预测模型

为解决传统单测点监控模型未考虑多测点间的内在关联,难以反映高拱坝变形区域分布特征的问题,提出了基于聚类分区和多输出最小二乘支持向量回归机(MO-LSSVR)的高拱坝变形预测模型。模型基于测点之间的复合相似性指标,借助层次凝聚聚类(HAC)算法实现空间测点的聚类分区,再利用融合测点关联特性的MO-LSSVR对分区内多测点进行建模。工程实例验证表明,模型聚类分区结果与坝体变形空间分布特征较吻合,具有较高的准确性和稳健性,为从多测点关联维度预测坝体变形和监控大坝整体安全性态提供了一种新方法。     

基于SSA-LSTM的混凝土拱坝变形预测模型

由于混凝土拱坝在变形过程中有明显的非线性特点,因此参数过多和陷入局部最优的问题是大坝变形预测模型过程中较为常见的问题。通过将麻雀搜索算法(SSA)引入长短期记忆神经网络(LSTM)中,进行超参数优化,建立了SSA-LSTM模型进行混凝土拱坝变形预测模型。以某拱坝多个测点的实测径向位移数据为例,将水压、温度和时效作为输入,坝体径向位移作为输出,使用SSA-LSTM模型与传统的变形预测模型BP神经网络、极限学习机(ELM)和支持向量机(SVM)分别进行回归预测,结果表明SSA-LSTM模型具有较强的预测能力,可用于大坝安全的预警预报。     

高拱坝混凝土温度控制优化设计研究

利用数值仿真计算方法，对高拱坝坝体分缝分块方式、浇筑温度、仓面保护方式、混凝土间歇时间、一期冷却方式(包括不同进水温度、不同水管布置、不同通水时间)等进行了系统研究，对影响坝体混凝土内部最高温度与断面平均温度的各种参数进行了敏感性分析，其结论可为设计单位制定温控措施方案提供决策依据．     

考虑淤沙影响的高拱坝水库水温数值分析

本文考虑高拱坝水库淤沙的影响,采用热流耦合方法对水库立面二维水温数学模型进行数值分析,探讨高拱坝水库水温的分布规律。在此基础之上,分析了水库水温分层的形成过程及原因,并重点探讨了淤沙对高拱坝水库水温以及运行期应力的影响,对比分析了水温的规范算法、实测值和本文数值计算方法之间的差别,并对规范的水库水温计算方法进行了评价。二滩水库的数值计算结果表明,在1 060m高程以下,考虑淤沙的影响更接近实测的水温结果,而按照规范方法计算的水库水温边界条件,具有较大的安全裕度。     

基于变形加固理论的高拱坝坝踵开裂分析

本文运用变形加固理论从变形稳定的角度来研究高拱坝坝踵开裂问题。变形加固理论揭示了加固力、自承力、外荷载、结构稳定性、变形之间的内在关系，指出在给定荷载下，结构出现不平衡力的区域为破坏先导区域，为抑止破坏所需加固力就是不平衡力的反向力。研究指出，拱坝坝踵区为不平衡力集中区，分析坝踵区不平衡力的分布和方向将有助于认清坝踵开裂模式，不平衡力的大小可以作为坝踵开裂的评价指标。文末以小湾拱坝为实例进行了计算。     

基于MSC.Marc的高拱坝蓄水期变形分析

针对高拱坝复杂的结构布置及施工工艺,基于大型有限元分析软件MSC.Marc,在建立的包含坝体分缝的三维有限元非线性分析模型中,对坝体横缝采用Contact单元、诱导缝采用Gap单元分别进行模拟,并通过杀死、激活技术及子程序的应用,实现坝体浇筑、接缝灌浆及蓄水过程较为真实的模拟计算。工程实例分析获得了坝体施工蓄水期变形规律及不同分缝的开合度变化情况,指出考虑接触和施工蓄水模拟后,高水位时坝体最大径、切向位移均出现在距坝顶约1/3拱高处。     

混凝土拱坝坝踵张开、不对称变形性态分析

拱坝坝踵混凝土与基岩之间的结合状况,以及接触面附近基岩内裂隙的闭合状况,直接关系到拱坝渗流和结构的安全,工程实例和分析表明,宽谷拱坝坝踵比较容易出现张开现象,避免水位和温度的不利组合,对防止坝踵张开具有重要作用。拱坝切向不对称变形趋势是判断拱坝整体工作状况是否正常的重要依据,若不对称变形呈发散型增大变化,很可能坝体、坝基已遭受损坏,需引起高度重视,应结合其它监测信息综合评判,采取必要措施,防止灾害性事故发生。     

混凝土拱坝应力分析的动态模拟方法

本文根据热传导理论与粘弹理论，采用空间有限单元法，按照大坝混凝土浇筑，蓄水与正常运行过程，考虑随时间变化的各种因素，进行增量的全过程仿真动态分析，得出大坝在全过程中的温度与应力变化情况，供大坝施工设计，结构设计和运行管理应用。     

高拱坝谷幅变形特征及影响因素分析

针对我国一些高拱坝蓄水后出现谷幅收缩现象,影响大坝工作性态和长期安全的状况,基于国内某高拱坝的谷幅变形监测资料,全面分析了谷幅变形的时空分布规律,并通过建立谷幅变形多元回归模型,对各条测线的谷幅变形过程进行了回归分析,分离出谷幅变形的主要影响因子。在此基础上,结合坝址区特定的工程地质和水文地质条件,对谷幅变形的影响因素进行了分析。结果表明,谷幅实测变形中库盘水压面载引起的变形分量、库水位滞后效应分量以及气温分量较小,大多数为时效变形;在特定的水文地质条件下,蓄水后渗流场演变过程中岩体应力的不断变化调整可能是谷幅收缩变形的主要诱发因素。     

高拱坝非线性有限元分析合理网格尺寸研究

针对用非线性有限元法对拱坝进行安全度评价分析时,网格尺寸对计算结果的敏感性,提出了合理网格尺寸的确定方法。以溪洛渡高拱坝为例,对采用非线性有限元仿真分析进行的拱坝安全度评价所要求的合理网格尺寸进行研究,得出了一些有益的结论,可为高拱坝非线性有限元分析的规范化提供参考。     

高拱坝短期变形和应力预测预警方法及工程应用

针对高拱坝预测预警能力不足的问题,提出了短时间内基于监测数据和全坝全过程仿真的混合预测模型。在此基础上建立了包含坝体变形和关键部位应力的预警指标体系,能够明确给出各部位变形和应力预警阈值。在小湾拱坝初次蓄水期中的应用结果表明:变形和应力预警指标的阈值设置比较合理,能够对异常情况给出警报,实用且合理有效。研究成果为高拱坝安全运行提供了有效的预测和预警思路。