二滩拱坝安全监测资料分析

二滩水电站混凝土双曲拱坝坝高240m,是已建成的中国第一高坝和世界同类型第三高坝,拱坝自1998年下闸蓄水至今已经安全运行10年.本文对高拱坝安全监测设施布置和监测方法行了总结,对较长系列的变形、应力、温度场、渗流和渗压等监测资料进行了全面的分析和整理.监测结果和定期检验表明,二滩大坝的工作性态正常,其监测设计与运行管理措施是合理和有效的.相关经验可为我国在建和拟建的高拱坝工程提供有益的借鉴.     

三峡工程安全监测设计的优化研究

安全监测设计指导和控制着安全监测工作的进行,安全监测的效果和作用与监测设计的质量有很大关系.为此,本文对三峡工程安全监测设计结果进行了优化研究,并提出了一些改进意见和建议.     

二滩拱坝及坝基材料参数反馈分析

本文采用有限元方法,对二滩拱坝坝体及其基岩弹性模量进行反馈分析。反馈分析中主要以二滩拱坝的垂线观测资料作为比较对象,通过不断调整坝体混凝土各个分区以及地基不同类型岩石的弹模取值,使有限元模型计算的坝体位移与实测位移尽可能接近,得到了一组合理的坝体和基岩弹模参数,并对坝体变位分布规律进行了分析。     

二滩拱坝运行期坝体温度场反馈分析

本文基于二滩拱坝坝体监测仪器的温度观测资料,采用有限元法对坝体温度场进行了反馈分析。通过与实测温度值的比较,表明反馈温度值与实测值基本吻合,基本可以反映坝体实际温度场的分布情况,对于深入了解特高拱坝运行期坝体混凝土的实际温度变化具有重要的意义。从反馈温度场可以看出,由于二滩拱坝坝轴线方向接近南北方向,使得冬季时下游坝面温度明显呈现左右岸不对称分布,与规范设计温度荷载有很大差别,值得注意。     

基于强震记录的二滩拱坝模态参数识别

结合二滩拱坝强震观测台阵在五次不同地震中的记录资料,分别利用频谱分析和时间序列分析,对大坝的频率、阻尼比、振型等模态参数进行了识别.从识别结果看,在地震对应的水位情况下,拱坝的一阶振型为对称振型,二阶振型为反对称振型;自振频率随水库水位的升高而降低,反映出附加质量增加带来的影响;前三阶阻尼比都不超过4%,也从另一个方面表明了地震造成的坝体响应不大,仍在线弹性范围内.     

水工建筑物安全监测布置优化方法研究

如何用最少的测点反映水工建筑物的工作性态,是水工建筑物安全监测设计研究的难点。本文以水工建筑物有限元计算成果为依据,形成水工建筑物安全监测量的空间分布样本,通过聚类和主成分析,提取样本空间分布特征并对数据样本进行空间分块,由此提出水工建筑物安全监测布置的优化方法,并应用B样条曲面建模误差理论,对水工建筑物安全监测布置的结果进行评价。实例分析表明,该方法切实可行,为水工建筑物安全监测布置优化提供新思路。     

二滩拱坝泄水中孔工作弧门流激振动问题研究

本文研究二滩拱坝中孔泄水时弧门的振动问题。首先应用实验模态分析技术(时域与频域)、有限元以及有限元、边界元结合的方法取得了弧门结构完整的动特性数据,包括弧门在空气、静水及动水中的自振频率。在实验模态分析的基础上,应用CADA技术进行了结构动特性的灵敏度分析与优化计算,取得了弧门结构的动态优化方案。流激闸门振动主要研究了闸门的整体振动,还初步分析了支臂的动力稳定性。     

拱坝随机振动响应的概率分析及抗震安全评价

本文介绍如何利用反应谱方法对结构动力响应做概率分析,并用Monte-Carlo方法进行验证,结果表明两种方法结果一致。应用反应谱方法对拱坝随机振动响应进行了分析,研究了均匀振动下拱坝随机振动响应的概率分布,对拱坝在基准期内的抗震安全作了评价。     

双曲拱坝的优化及可视化语言的应用

本文共分6部分。第1部分简要说明建立拱坝优化的数学模型。第2部分说明应用复形法的若干改进。第3部分简要说明逐步逼近解法的运用。第4部分说明拱坝优化成果满足不同荷载组合要求的处理。第5部份简要说明在拱坝优化中应用可视化语言的必要性与可行性。第6部分介绍一个坝例优化的主要结果。     

混凝土材料非线性对拱坝抗震安全评定的影响研究

研究地震激励下混凝土材料非线性的动力行为,建立模拟地震激励下大坝非线性动力损伤的理论与方法,对于大坝抗震安全评定具有重要意义.本文以小湾拱坝为例,引入损伤因子,利用塑性损伤模型来模拟拱坝的材料非线性行为.对拱坝坝体上、下游最大主应力、坝体位移、裂缝开展范围及坝体超载安全系数几方面进行研究分析,结果表明坝体材料非线性对坝体动力响应影响显著,塑性损伤模型比线弹性模型能更好地模拟坝体在地震激励下实际的受力行为、变形和损伤程度.从而,本文进一步揭示拱坝动力损伤灾变机理,为进行大坝抗震安全评定与设计提供理论基础.     

李家峡拱坝二级安全监控指标研究

通过建立三维非线性有限元模型,用结构计算分析方法拟定李家峡拱坝的变形二级安全监控指标,可评估和预测抵御可能发生荷载的能力,保证坝体的安全运行。本文所用的方法也为其他安全监控指标的拟定提供有效的思路。     

变形分离法与数据驱动下的拱坝工作性态评价

基于有限测点位移监测数据推求大坝空间位移场变化规律是评价大坝工作性态的有效手段之一。拱坝受水荷载、温度等作用下产生的变形,不仅与坝体自身弹性模量有关,更取决于地基的变形特性。由于地基存在不均匀性等复杂问题,致使通过数值模拟的方法精准预测大坝的变形存在一定困难。本文将拱坝坝体的监测位移分解为坝体受荷载产生的位移及坝基约束变形产生的位移两部分,以其监测值与预测值系统误差最小为目标函数,基于坝体有限元模型建立了包含基础约束变形及坝体弹性模量为未知量的求解方程,通过大量位移监测资料结合人工智能粒子群算法寻优实现数据驱动,可同时求解坝基约束变形及坝体分区弹性模量。根据算例研究成果,针对复杂地基,采用本文方法推求得到的大坝空间位移场,除靠近坝体与坝基交界面附近节点位移预测值与有限元计算值相对误差稍大（约为3%）外,其余节点相对误差均在1.5%范围内,证明了本文方法的合理性;从本文方法在白鹤滩拱坝工程中的应用研究成果可知,其空间位移场相对误差分布合理且变形分离结果与实际情况相符,从而证明了方法的可行性。     

初探大坝安全智能融合监控体系

大坝安全监控领域的多学科交叉的性质,要求将信息、人工智能、材料、工程与管理等多学科的理论和方法进行科学、有效、合理的融合,以期达到把目前广泛采用的离线、静态、被动的监控,转变为在线、动态、实时的智能监控目标。这是从根本上解决大坝结构整个寿命期间安全及减小灾害影响的一条崭新思路。本文从对大坝所具有的开放的复杂巨系统特性研究出发,探索性地研究了实现大坝安全智能监控目标的一条途径一智能融合理论和方法体系。其核心思想是实现从单一正向思维模式向逆向思维、系统思维、反馈思维等全方位思维模式的转变,通过应用知识工程、信息智能处理等理论和方法,与传统的数学、力学方法相互渗透和融合,来完成大坝安全监控中的各项工作。作者初步将其分为数据级融合、分析级融合、诊断级融合和评价级融合四级体系结构,简要叙述了各级融合的基本原理和典型实现方法。     

浅论拱坝坝肩抗震稳定

本文从拱坝震害,分析了拱坝抗震的特点、薄弱部位和坝肩动力失稳的过程,指出了拱坝坝肩抗震稳定分析与边坡稳定分析的不同之处,探讨了失稳安全系数的定义和意义,最后,回顾了基于现行抗震规范要求的刚体极限平衡方法并指出了其局限性,以及“九五”攻关期间所采取的改进措施,提出了更切近实际,能反应拱坝抗震稳定诸特点,从概念和方法上都有别于传统的刚体极根平衡法的新的拱坝坝肩抗震稳定分析方法,以及与之相配套的以坝体为主体的坝肩岩体稳定的工程安全准则。     

大坝安全监测系统综合评价指标体系研究

依据现行技术规范和已有的工程实践经验,构建一个具有四层三级结构的大坝安全监测系统综合评价指标体系,提出单项评价指标和整体系统工作状态的四级评价等级划分方法,分析定量评价指标和定性评价指标隶属度的确定方法,给出各评价指标的权重建议值,从而对大坝安全监测系统的定量综合评价问题进行较为系统的研究,为大坝安全监测系统综合评价实践提供可资借鉴的方法,并可为将来制定大坝安全监测系统综合评价的相关规范提供依据。     

小湾高拱坝上游坝踵人工短缝设置效果的深入分析

在已有研究成果的基础上,对小湾高拱坝坝踵附近人工短缝的设置效果进行全面、深入分析。采用无厚度的接触单元模拟人工短缝的工作性态,坝体混凝土本构模型采用单轴等效拉伸软化模型,分别采用整体模型和子模型对不同人工短缝设置高程、不同的缝内水压力进行了比较分析。从运行期的整体仿真计算结果来看,小湾拱坝设上游人工短缝后,坝踵应力可以得到较大的改善,且对坝体的整体性影响较小。为了更加合理地评价高拱坝人工短缝设置的效果,建议同时考虑施工期和运行期的荷载进行综合分析计算,为小湾拱坝人工短缝的设计提供科学依据。     

白鹤滩特高拱坝层间性能监控系统研究与应用

恶劣的环境会对特高拱坝层间结合性能产生不利影响。本研究测试了大坝混凝土在不同温度下的层间劈裂抗拉强度,建立了成熟度与强度系数的关系。同时,基于成熟度与强度系数及含水量的关系提出了以成熟度为主含水量为辅的大坝层间性能三级九梯度预警体系。结果表明,随着温度的升高,大坝混凝土层间力学性能呈下降趋势。同时,成熟度与混凝土的强度系数及含水量线性相关,相关系数分别为0.9985和0.9964。此外,根据成熟度与层间性能参数之间的关系所建立的预警体系,可以对大坝层间结合质量进行有效的控制。