基于MSC.Marc的物理力学参数反演

在比较反演分析方法的基础上，应用基于遗传算法的优化反演方法来反演物理力学参数。结合计算力学和有限元软件系统的发展，提出了基于有限元软件MSC．Marc的物理力学参数反演方法。结合某重力坝23^3溢流坝段的安全监测资料，利用该方法反演得到了该大坝坝体弹性模量和坝基变形模量。算例表明，采用遗传算法和MSC．Marc反演物理力学参数是可行的。     

最小二乘支持向量机在某混凝土重力坝弹性模量反演中的应用

针对某混凝土重力坝大坝弹性模量反演的主要方法不能描述坝体位移与弹性模量之间的复杂非线性关系、反演时间长等问题,利用有限元分析软件ANSYS获得大坝在不同水位、不同弹性模量下的水平位移,以不同水位工况下的位移相对值与对应的大坝弹性模量作为最小二乘支持向量机的训练样本,建立基于最小二乘支持向量机的大坝弹性模量反演模型;基于大坝位移实测资料,构建位移统计模型并分离出不同水位工况下的大坝实测位移水压分量的相对值,将其作为大坝弹性模量反演模型的输入量,输出量即为大坝弹性模量的反演值。结果表明,采用基于最小二乘支持向量机的反演模型反演坝体、坝基的弹性模量的结果合理可信,为评价大坝运行状态提供了依据。     

基于混合模型的混凝土坝物理力学参数反演分析

针对获取切合实际的坝体和坝基弹性模量是评价大坝安全性态的关健问题,基于混合模型反演方法,结合丰满混凝土重力坝位移实测资料,采用Hypermesh软件建立整体概要模型与单坝段模型进行比较,选取合适的坝基范围,使用Abaqus软件计算水压分量,编写Fortran程序反演丰满坝典型坝段的坝体和坝基弹性模量.结果表明,该模型反演方法精度较高,结果合理可信.     

基于偏最小二乘法的综合弹性模量反演分析

为获取符合实际的坝体综合弹性模量,利用引张线实测资料,将偏最小二乘法运用于统计模型中分离出水压分量,采用Hypermesh软件构建了有限元模型,并应用Marc程序计算水压作用下的位移量,基于常规反演法推求坝体及坝基的综合弹性模量。实例表明,偏最小二乘法分离效果更好,反演结果精度更高,能满足对大坝安全监控的要求。     

基于烟花算法的重力坝坝基模量在线反演分析

针对混凝土坝材料力学参数反演过程中存在寻优性能不高、反演效率低的问题,提出一种基于烟花算法的重力坝坝基模量反演分析的方法,并利用Python语言编制基于烟花算法的在线反演分析系统,将测点的有限元计算的位移值与实测值的残差加权平方和作为目标函数,利用爆炸火花、高斯变异火花和精英选择策略等建立烟花算法模型,在可行域内搜索最优反演参数,再应用Python轻量级框架Flask进行坝基模量反演分析模块开发,最后应用开源可视化库Echarts在Web端展示有限元分析结果信息。实际应用结果表明,烟花算法寻优能力很强、算法收敛速度快,测点计算位移值与监测值吻合较好,说明该算法在混凝土重力坝坝基模量中具有一定的实际应用价值。     

基于人工神经网络的大坝渗透系统分区反演分析

基于人工神经网络的非线性映射特性,在三维渗流有限元计算的基础上,结合水头和渗流量等安全监测资料,提出了大坝渗透系数的反演方法,作为实例,结合基土石坝的安全监测资料,利用该方法反演得出了大坝坝体的渗透系数,坝基的平均渗透系数和两岸岩体的平均渗透系数,并利用反演成果进行了大坝渗流场分析,计算结果与安全监测资料相吻合。     

冲沙孔坝段三维有限元应力变形分析

针对马堵山重力坝冲沙孔坝段复杂的坝体结构,建立了坝体和坝基的三维有限元模型,计算了各工况下的应力和变形,分析了孔口和坝基面附近的拉应力区域并进行安全评价.根据有限元计算结果对该坝段进行抗滑稳定分析,结果表明该坝段设计合理、符合规范要求.     

马堵山溢流坝段应力变形及强度储备系数分析

基于马堵山重力坝溢流坝段的工程地质条件建立了坝体和坝基的三维有限元模型,计算了不同工况下的应力和变形,得出了坝体的位移场和应力场,并计算了校核工况下坝基面的抗滑稳定安全系数及正常蓄水工况下坝段的安全系数.结果表明,该坝段的设计技术合理.     

基于有限元与支持向量机的大坝变形组合预报模型

鉴于大坝变形可有效反映大坝的运行状态,而传统统计模型对大坝变形监测数据的拟合和预测并未考虑坝体及坝基物理力学参数的问题,提出了基于有限元与支持向量机(SVM)的大坝变形预报模型,即通过Hypermesh网格划分得到三维有限元模型,导入Abaqus进行静力计算,得到典型水位下的位移分量。考虑到大坝变形的高度非线性特点,利用SVM拟合得到水压分量、温度、时效分量影响过程线。实例验证表明,该模型拟合效果较好,预测精度更高。     

混凝土大坝材料参数及其变化规律的反演分析

随着坝龄的增长,混凝土大坝的变形模量将发生变化。为了了解参数随时间的变化规律,利用变形实测资料,结合结构计算分析．探讨了混凝土大坝的变形模量及其变化规律的反演方法。算例表明,该方法切实有效,可应用于分析评价混凝土大坝材料参数的变化。     

强震持时对重力坝坝体-坝基整体损伤演化的影响

为分析地震动持续时间对重力坝坝体—坝基整体损伤演化的影响,基于塑性损伤力学理论,综合考虑重力坝坝体—坝基材料非线性损伤,以某重力坝为例建立坝体—坝基整体损伤力学模型,分析不同强震持时下的坝体—坝基体系动态响应及累积破坏规律,并探讨了强震持时的确定方法。结果表明,强震持时对重力坝坝体—坝基体系损伤演化影响明显,强震持时越长,重力坝坝体与坝基产生的损伤累积破坏范围越大;坝体抗震薄弱部位主要位于坝头下游折坡处附近,坝基抗震薄弱部位主要位于坝踵基岩处,且坝基损伤程度大于坝体损伤程度;强震作用下,重力坝坝体—坝基体系产生的塑性耗散能大于损伤耗散能,二者随着强震持时的增加均表现出不可逆的增长。研究成果可为大坝抗震设计提供参考。     

坝基变形模量对坝基界面裂纹应变能释放率的影响

针对混合荷栽作用下的大坝界面裂纹问题,采用修正裂纹闭合积分法与有限元相结合,计算分析了混凝土重力坝与坝基界面裂纹应变能释放率随坝基刚度变化的规律.结果表明,坝基刚度略大于坝体刚度有利于防止大坝开裂,该法可供大坝设计及安全评定借鉴.     

高沥青混凝土心墙混合坝地震永久变形特性

基于坝体堆石料和沥青混凝土的三轴动力试验资料,构建了坝体填筑料的残余变形经验模型和沥青混凝土的动力本构模型,采用三维有限元法建立了某沥青混凝土心墙混合坝的静动力有限元计算模型,并计算分析了坝体的地震永久变形及不同填筑料对坝体地震永久变形的影响.结果表明,沥青混凝土心墙具有良好抗震性能,原设计方案坝体的永久沉降符合大坝地震永久变形的一般规律,根据坝址料源的实况采用原设计方案更合理,可供借鉴.     

基于BP神经网络的面板堆石坝参数反演分析

高面板堆石坝的有限元计算分析中本构模型与模型参数的选取至关重要,尤其模型参数的选取与实际参数存在一定的差异性。根据面板堆石坝的特点,结合实测资料,基于BP神经网络选用合理方法构造参数训练样本,并给出了参数反演步骤,对坝体主、次堆石区的邓肯E-B模型参数反演与三维有限元进行了比较分析,计算结果与实测资料较为吻合。     

基于改进粒子群算法的水口重力坝坝体参数反演

针对传统的粒子群算法存在局部收敛不稳定的缺陷,依据大坝原型观测数据和有限元数值计算结果改进了粒子群算法,构建了大坝变形安全监控的混合模型,并采用改进的粒子群算法反演了混凝土坝坝体、坝基的弹性模量及坝顶水平位移.与实测值的对比结果表明,采用改进的粒子群算法计算误差小、精度高、合理可行.     

混凝土重力坝坝体与坝基弹模比敏感性分析

为研究混凝土重力坝坝体与坝基混凝土的弹模在不同比值下对坝体应力和变形的影响,以某碾压混凝土重力坝#10坝段为例,采用Ansys有限元分析软件建立相应的三维模型,研究了坝基与坝体不同弹模比下坝体的应力和变形特性。结果表明,在正常蓄水位工况下,坝体安全度最优的弹模比区间为αE=0.5~1,尤其当αE=0.5左右时,通过增大坝基弹模,对建基面进行优化来改善坝体和坝基的应力变形效果较好。研究结果可为200m级高坝工程建基面及地基处理方案的选择提供参考。     

2种模型对堆石坝变形分析的对比研究

对堆石坝而言,其变形关系到坝体安全及大坝的运行状态。因此,采用合理的模型,有效地进行数值计算及分析,对堆石坝的设计施工具有重要的工程意义。结合一个具有实测资料的堆石坝,采用广义塑性模型和邓肯张EB模型对大坝进行模拟,对比分析广义塑性模型与邓肯张EB模型计算的坝体变形与实测变形的差异。对比研究表明,广义塑性模型计算结果较邓肯张EB模型更加合理。     

哈达山工程土坝地震反应三维有限元分析

以哈达山水利枢纽坝址区地震为例,采用三维非线性有限元法建立了土坝和坝基的三维非线性有限元模型,并根据提供的地震动加速度曲线采用动力时程分析法对大坝进行地震反应分析。结果表明,设计地震作用下坝体的加速度、位移和应力反应均小,地震永久变形不明显,约为最大坝高(含坝基覆盖层)的0.10%,整体稳定性满足要求,设计方案合理。     

深覆盖层土石坝三维有限元应力应变分析

采用邓肯张E-B非线性模型对某深覆盖层坝基上沥青混凝土心墙土石坝进行了三维有限元应力应变分析,采用无质量地基模拟坝基和山体对坝体沉降变形和应力的影响,给出了深覆盖层上坝体的应力和变形特点,特别是沥青混凝土心墙上的应力、位移分布特点,为大坝的安全设计提供理论依据。     

超高心墙堆石坝长期运行应力变形研究

鉴于超高心墙堆石坝的长期变形规律对其正常运行维护具有重要意义,基于广义塑性模型,综合考虑坝料流变和湿化特性,采用三维固结有限元法对300m级超高心墙堆石坝进行变形和应力分析,分别讨论了循环水荷载、坝料流变及湿化特性对大坝长期变形的影响。结果表明,三维固结有限元计算得到的坝体变形满足安全要求,符合土石坝变形基本规律;统一广义塑性模型可反映坝体心墙在循环加、卸载作用下的塑性变形累积现象,流变对超高心墙堆石坝的长期变形有重要影响;大坝长期运行过程中,上游坝壳的湿化特性所引起的大幅湿陷变形是后期沉降的主要原因,同时会导致坝体向上游倾斜;竣工期大坝心墙内存在一定的孔隙水压力,水库蓄水运行后,随着大坝变形趋于稳定,坝体应力分布亦趋于稳定状态。