基于模态柔度的软基水闸底板脱空范围识别

软土地基上的水闸极易出现地基不均匀沉降、渗透变形等问题,进而诱发水闸底板脱空等灾害,现有的软基水闸底板脱空动力学诊断方法虽能识别脱空范围,但由于采用的基本模态参数（固有频率和测点振型系数）对水闸底板脱空的敏感性还需进一步提高,因此探究不同模态参数及其衍生量对水闸底板脱空的影响规律,确定更为灵敏的水闸底板脱空动力学敏感特征量具有重要意义。以对结构损伤更敏感的模态柔度作为水闸底板脱空动力学敏感特征量,建立了水闸底板脱空描述数学模型,并以各测点前两阶模态柔度变化率,改进了水闸底板脱空控制参数与模态参数（模态柔度）之间的响应面数学代理模型,将水闸有限元模型相应工况下的模态参数（模态柔度）与响应面数学模型计算模态参数（模态柔度）的相对偏差作为目标函数,将水闸底板脱空参数反演转化为目标函数的求解。以3种典型水闸底板脱空工况为例进行了验证,脱空反演结果与实际脱空范围的相对误差显著减小。模型提高了水闸底板脱空反演的精度,为软基水闸底板脱空检测和诊断提供了一种可靠的方法。     

基于响应面理论的闸基底板脱空区域识别方法

建于软基或砂基上的水闸,由于地基不均匀沉降、泥沙掏空等原因导致的水闸底板脱空病害问题突出,目前还没有完善的检测方法和手段能对该类水下部分的病害进行有效的诊断。本文先对导致水闸底板脱空的原因进行分析,对水闸底板脱空的区域进行参数化控制和分类;依托某实际水闸建立单孔水闸的有限元数值模型,应用响应面理论拟合出水闸的模态数据与底板的脱空参数间的关系,并用拟合好的响应面模型取代有限元模型进行脱空区域反演识别。识别结果表明,本文方法能很好地指示出闸基脱空的区域,且具有一定的抗噪能力,在小噪声情况下,识别结果的吻合度较高,后期可通过测点位置优化提高识别精度。     

冲击映像法在田基沙水闸闸基脱空检测中的应用

针对软土地基上采用桩基处理的水闸在运行后容易因软土固结下沉而导致闸底板下脱空,提出采用冲击映像法对水闸闸基进行脱空检测,通过对田基沙水闸的检测,说明该方法在水闸闸基脱空检测中可取得良好效果,可在类似工程中推广使用。     

软基水闸底板脱空反演中的传感器优化布置方法

为更好地使软基水闸底板脱空检测传感器系统达到监测成本和监测性能指标之间的最佳平衡,同时为解决传统的有效独立法和损伤灵敏度法不能兼顾模态线性独立和损伤敏感性的问题,提出了一种结合有效独立法和损伤灵敏度法的多目标传感器优化布置方法。为解决模态数据冗余问题引入节点相似度函数,从动力学上探究水闸底板脱空对模态参数的影响,认为模态柔度为软基水闸底板脱空敏感特征量。以Fisher信息矩阵2-范数最大为目标,采用MAC矩阵非对角元最大值为评价指标,实现测点优化布置,并将测点优化结果应用于水闸底板脱空反演。结果表明:传感器优化布置后的水闸底板脱空参数识别值相对误差的平均值分别从283%、158%、393%降低至1%、19%、159%,验证了该方法的可靠性。     

基于探地雷达技术的水闸脱空检测方法研究

水闸运行过程中地基垫层可能会形成脱空,危及水闸的安全运行,需要及时进行检测。传统的检测方法效率低下且对检测物有损。探地雷达技术为新型无损检测技术,可将其应用于水闸基础脱空探测。针对水闸基础脱空的病害特性,借助模型试验,探讨了探地雷达技术应用于水闸基础脱空区探测中的关键技术要素,分析研究了脱空区探地雷达的图像特征和定性识别方法。结果表明,采用探地雷达对混凝土板下脱空检测是可行的,从而为水闸基础脱空的判定提供了一定的依据。     

微创可视探测技术在新金清闸水下探测中的应用

微创可视探测技术是近年来发展起来对已建结构物内部隐患、隐蔽结构尺寸进行微创式探测的新技术。通过带自制操控杆的微型潜孔摄像机、探钩等仪器与工具,首次将该技术成功应用于建于1934年的新金清闸水深5.20 m闸底板的隐患探测。查明闸底板普遍存在3~40 cm脱空、设计沉降缝未形成渗透通道、个别闸孔出现1~2 mm宽的贯穿裂缝等隐患,为水闸的安全鉴定、后续除险加固提供依据。     

水闸闸基水下隐患探查及综合分析

以某水闸为例,采用微创探测及水下摄像等技术,并结合工程实际情况,对建成水闸闸基隐患进行探查分析,成果显示水闸闸底板表面存在3条宽约0.50～3 mm的贯穿裂缝;闸底板变形缝缝宽2 mm,缝内存在沥青及油毛毡残渣,变形缝的止水功能已失效;闸基分为混凝土闸底板、碎石垫层、地基土,其中混凝土底板局部存在孔洞及裂隙,碎石垫层存在一定的松散,地基土密实较差;闸墩发生不均匀沉降,整体呈凸字形,两侧大、中间小,同时左边墩及1#～4#闸墩向左岸倾斜,5#～7#闸墩及右边墩向右岸倾斜。探测成果为水闸安全鉴定提供了依据,也可为其它类似工程借鉴。     

Autobank在水闸闸基渗流分析中的应用

土基上水闸闸基渗流的安全问题是水闸安全的重要部分,目前主要分析方法包括改进阻力系数法、流网法和有限单元数值方法。相比于前两种手工算法,有限元具有方法先进、适应性强、操作简便等优点。本文基于水工专用软件Autobank的有限元渗流分析模块,在简单闸基渗流分析验证其准确性的基础上,对江苏溧阳某中型水库溢洪闸闸基渗流进行分析。该溢洪闸下游泄槽及消力池底板下设有排水层,且泄槽底板倾斜,采用有限元渗流分析可以避免过多的假定与简化。计算结果显示,采用Autobank对复杂闸基进行渗流分析,结果合理且高效。     

探地雷达法在爆炸挤淤软基处理海堤中的应用

探地雷达法近年来广泛应用于爆炸挤淤软基处理海堤的填筑断面检测。介绍探地雷达法的检测原理,并结合工程实例,探讨探地雷达法在该类工程应用中的优缺点,为类似工程施工质量检验提供一定的借鉴。     

基于横波冲击映像法的水闸底板脱空缺陷检测

某水利枢纽下游侧存在渗水、冒水等严重问题,采用横波冲击映像法对进水闸底板与基础围岩脱空情况进行探查,结果表明该法不受水和钢筋网等因素干扰,为修补加固设计方案提供可靠基础资料。文中阐述了检测方法原理、设备及检测过程,给出了数据处理流程,通过数值模拟制定脱空标准,完成闸底板脱空缺陷分布图。检测结论:(1)水闸底板存在脱空,部分底板脱空区形成渗漏通道,造成下游侧涌水;(2)脱空率大于20%的闸底板,需要及时进行灌浆处理,中等程度脱空的闸底板,还需做进一步探查,其他的脱空不严重水闸底板无需处理;(3)建议对水闸进行垂直变形和水平变形监控,严格控制最高运行水位,防范水闸塌陷和下滑。横波冲击映像法为类似工程缺陷问题的探查提供了借鉴。     

“井”字形梁格式底板水闸三维有限元分析

结合建设在粉砂地基上的“井”字形梁格式底板水闸的结构设计特点,采用 ABAQUS 有限元法对其闸室的结构内力及其分布规律进行分析。分析结果表明：完建、挡水和过水三种计算工况下,“井”字梁格式底板在横梁与纵梁Ⅱ交叉部位的弯矩值和剪力值最大;桥柱3（4）底部内表面所受的拉应力最大;在不同弹性模量粉砂地基上“井”字形梁格式底板水闸的适应性较好。     

空箱对某深厚软土地基水闸翼墙及桩基础位移的影响

针对软土地区水闸边墩与翼墙间易产生过大变位,导致止水失效并危及水闸运行安全的问题,采用有限元方法建立温州某深厚软土地基上水闸整体模型,土体采用Drucker-Prager本构模型并考虑土体蠕变法则,研究变位产生的原因以及闸侧连接空箱对翼墙及桩基础位移的影响。结果表明,采用连接空箱过渡水闸与堤防之间的地基,改善了水闸桩基础的受力,有效控制了翼墙的位移;合理的空箱尺寸不仅可以有效抑制翼墙与闸室间变形缝的开展,并且可以避免因空箱设置过大而造成的工程投资浪费。     

感潮河口闸下软基冲刷模拟与实践

 浙江省的感潮河口水闸众多,其闸下软基防冲是众人最关心的问题。结合南台头排涝闸工程的水工模型试验和原型的实际运行情况,对闸下口门区流态及冲刷情况进行分析。结果表明：利用起动流速相似准则选择天然沙模拟闸下软基,能较好地反映实际情况;对于因冲刷而易发生河床演变的工程,需通过动床试验来论证。该成果可供类似工程参考。     

民兴闸工程底板及海漫段渗漏、冒水原因分析

拦河闸工程的主要功能是蓄水抗旱、灌溉,当工程出现跑冒滴漏现象时,需要尽快查找其原因,进行封堵治理,防止渗漏带走闸基土中的细颗粒,造成工程失稳。文章以临渤海拦河闸工程为例,详细分析了工程存在的底板和海漫渗漏、冒水原因,找出了危及工程的安全隐患,为工程后期专项处理和治理提供了可靠依据。     

高压摆喷桩围井试验在汕头南港水闸基坑的应用

为了解决汕头南港水闸基坑开挖所产生的地下水渗流问题,在典型地质条件地段进行高压摆喷桩围井试验,从而确定合理的孔距、孔深、灌浆压力等技术参数,经现场开挖、注水试验和室内试验检验,均满足设计的要求,高压摆喷桩在水闸基坑防渗工程中取得了良好效果,围井试验在确定合理技术参数方面发挥了重要作用。     

各类水利工程隐患的探地雷达影像识别与分析

探地雷达探测图像的成功解释一直是探地雷达技术应用中的关键．通过对较大量的水利。程检测图像的分析，探讨了水利工程隐患图像的成像机理，较系统地阐述了各种水利工程隐患的探地雷达图像特征．     

高喷灌浆在水闸渗漏隐患治理中的运用

镇江新区大路闸由于施工时防渗板桩间沥青灌注施工不规范和底板基础土层和防渗出口段的砂石反滤层扰动严重,完工后部分底板接缝处和排水孔冒水、冒砂。根据大路闸的工程和地基土的性质、防渗板桩施工缺陷特点,提出了高喷灌浆加固防渗板桩的方案,确定了方案中的主要技术参数,分析了方案的主要技术特点和施工难点,采用地质雷达对高喷灌浆的施工质量进行检测和钻取芯样进行了抗渗试验。实践表明,采用高喷灌浆加固混凝土板桩防渗墙是经济合理可行的。     

浮运水闸基础处理的探讨

河网地区地质条件差 ,宜选用浮运水闸。以万洲水闸为例 ,介绍了换砂技术进行基础处理的施工过程。计算及观测分析表明 ,换砂技术处理后地基沉降量小而稳定。     

潮州供水枢纽拦河闸变形分析

为监控深厚软基上拦河水闸的运行安全,潮州供水枢纽布设有上下游水位、闸坝水平位移、垂直位移、扬压力和地基反力等监测项目。根据闸坝闸墩运行期水平位移和垂直位移的监测数据,分析位移值的大小、变化趋势和分布规律。结果表明东西溪水闸闸墩均随时间逐渐向下游移动,存在上游大、下游小的不均匀沉降,变形值和变形差存在一定的趋势性增大。初步判断拦河闸工作性态基本正常,后期应加强观测,及时分析反馈指导闸坝运行。     

国内大孔口水闸结构关键技术问题研究

由于国内传统水闸存在孔口小、形态单一且自动化程度低等局限,已满足不了国民经济建设需求,大孔口水闸建设势在必行。但是,现有设计规范尚未对大孔口水闸结构设计提出明确的计算方法。为此,从大孔口水闸结构自身特点出发,围绕地基不均匀沉降、闸基渗流稳定及水闸结构温控防裂等关键技术问题展开讨论并提出合理化建议如下:地基处理方面,应根据地基条件、结构特点以及施工条件等通过有限元数值分析,组合选用桩基法、换土垫层法、排水固结法、振冲法及深基础等地基加固技术;在闸基渗控方面,可依照防渗、排渗、反滤三者相结合的原则,因地制宜地选择渗控措施;对于水闸底板和闸墩结构,应根据工程实际情况组合选用结构分缝、控制混凝土浇筑温度、水管通水冷却、表面保温等温控措施,以解决大孔口水闸结构温控防裂问题。