基于碾压机做功的堆石坝压实质量实时监测与快速评估

引入了反映碾压机做功的坝料单位体积压实功（E）和碾轮振动加速度谐波失真量（THD0）作为堆石坝压实质量的实时监测指标，研制开发了堆石坝压实质量实时监测系统用于实现碾压过程中上述两个指标的采集。提出了结合E、THD0与坝料料性参数的堆石坝料全仓面压实质量快速评估方法，不仅可避免试坑法抽检样本的有限性，而且可有效克服碾压过程参数不能直接反映坝料压实状态，及基于碾轮性态分析的监控指标易于错误表征坝料坚硬程度等弊端，实现了堆石坝料压实质量的快速准确评估与及时反馈控制。     

采用压实计控制堆石坝碾压质量

采用压实计控制堆石坝碾压质量，可以实时地、连续地对整个碾压作业面进行碾压质量控制，它克服了挖坑取样、静态弹性模量、动态弹性模量和沉降测量等传统方法的事后选点测量的缺点，在碾压过程中迅速、准确地指示出堆石体的压实情泥，保证了施工质量，加快了施工进度，水利水电科学研究院仪器研究所研制成功YS-1型压实计，并在4个大坝工程施工现场，安装在多种振动碾上，对不同级配的多种坝料进行控制碾压质量试验，均获得令人满意的结果。     

基于碾压波速的堆石坝压实质量实时监测指标的研究

已有的连续压实质量评价指标在评估堆石坝料的压实质量时仍存在评价精度低、表征压实效果复杂以及结果易受压实材料属性影响等缺点.为给堆石坝施工质量的连续控制提供有效指标,本文采用数据延拓式相关的相位差求解方法来间接获取碾压波速(VR),提出了以实时监测的VR作为堆石坝料压实状态的表征指标.从定性分析角度考虑碾压参数对VR的影...     

基于碾轮振动性态分析的土石坝压实质量实时监测与评估

有效控制坝体填筑碾压质量是确保土石坝工程安全的关键。常规采用碾压参数过程控制与事后试坑抽检相结合来控制土石坝压实质量的方法，不能在碾压过程中直接控制坝料压实质量（如压实度、干密度、孔隙率等），且用有限个抽样点不仅难以真实反映整个施工仓面的压实质量，而且由于试坑检测结果不能快速获得，不易及时反馈控制现场施工。本文基于碾轮振动性态及坝料压实机理分析，提出了土石坝料压实质量的实时表征指标—压实监测值CV（Compaction Value），研制开发了相应的车载实时监测装置。基于实时监测的CV，并考虑坝料的级配及含水率，提出了土石坝料压实质量（压实度）的全仓面快速评估方法。实际工程应用表明，CV与坝料压实度之间存在很强的相关性，所建立的压实度回归模型精度较高。本文方法可实现土石坝压实质量全仓面的快速评估，有效避免试坑抽检的片面性及滞后性，为土石坝施工质量控制提供了一条新的途径。     

基于碾轮振动性态分析的土石坝压实质量实时监测与评估

有效控制坝体填筑碾压质量是确保土石坝工程安全的关键。常规采用碾压参数过程控制与事后试坑抽检相结合来控制土石坝压实质量的方法,不能在碾压过程中直接控制坝料压实质量(如压实度、干密度、孔隙率等),且用有限个抽样点不仅难以真实反映整个施工仓面的压实质量,而且由于试坑检测结果不能快速获得,不易及时反馈控制现场施工。本文基于碾轮振动性态及坝料压实机理分析,提出了土石坝料压实质量的实时表征指标——压实监测值CV(Compaction Value),研制开发了相应的车载实时监测装置。基于实时监测的CV,并考虑坝料的级配及含水率,提出了土石坝料压实质量(压实度)的全仓面快速评估方法。实际工程应用表明,CV与坝料压实度之间存在很强的相关性,所建立的压实度回归模型精度较高。本文方法可实现土石坝压实质量全仓面的快速评估,有效避免试坑抽检的片面性及滞后性,为土石坝施工质量控制提供了一条新的途径。     

基于施工全过程参数的堆石坝掺砾土心墙压实质量实时评价

料源参数和施工参数是影响掺砾土心墙压实质量的重要因素.针对当前研究中料源参数被局限于掺砾土,且施工参数考虑不全面,缺乏掺拌参数,不能客观实时评价仓面压实质量的问题,提出了 一种基于双向极限学习机(Bidirectional extreme learning machine,B-ELM)算法,综合考虑施工全过程参数的掺砾...     

基于GA-BP神经网络的碾压混凝土压实度实时评价方法

针对碾压混凝土现场压实程度的实时工艺评价需求,选择含湿率、碾压层表面应力横波波速、级配以及胶砂比为预测参数,构建了GA-BP神经网络压实度预测模型;结合现场应用实例,验证该方法实时预测评价的有效性。结果表明:与BP神经网络模型比较,GA-BP神经网络模型不仅预测精度更高,而且偏差波动范围更小,稳定性好,能更准确有效地预测现场碾压层混凝土压实性;GA-BP神经网络模型对碾压混凝土压实度下限值更敏感,压实度处于93%～96%的样本点,模型预测值的平均误差仅为0.08%,最大误差仅为0.17%,预测精度很高。     

夹岩水利枢纽工程数字大坝与堆石坝碾压质量实时监控技术

为减少人为因素对堆石坝碾压工程施工质量的干扰,提高工作效率、提升水利工程安全生产标准化建设水平,夹岩水利枢纽工程面板堆石坝运用了“数字大坝”碾压质量实时监控系统。通过在碾压设备上安装高精度GNSS接收机,自动记录堆石坝在碾压施工过程中的碾压机械行走速度、振动频率、碾压遍数和压实厚度等数据,实现了碾压堆石坝施工质量的全自动控制。运用网络与数字化技术,研究成果实现了施工质量全过程控制,有效提高了工程建设管理水平。     

实时监控下土石坝碾压质量全仓面评估

采用常规的监理旁站方式监控土石坝碾压参数以及事后试坑取样检测的质量管理手段，往往有较大的人工误差。依托土石坝施工质量实时监控技术，获得了施工仓面任意位置处的碾压参数值（碾压速度、激振力、碾压遍数和压实厚度）。在分析碾压参数与压实质量标准（干密度或压实度）之间相关性的基础上，采用三层前向式ANN模型，建立了碾压参数和压实质量标准之间的非线性映射关系，并提出了全仓面碾压质量评估的具体流程，获得了仓面任意位置处的压实度以及全仓面的碾压质量达标率。该方法可有效避免以有限个试坑检测样本评价整体仓面碾压质量的片面性，为现场施工质量控制提供了新的途径。     

实时监控下土石坝碾压质量全仓面评估

采用常规监理旁站方式监控土石坝碾压参数以及事后试坑取样检测的质量管理手段,往往有较大的人工误差。依托土石坝施工质量实时监控技术,获得了施工仓面任意位置处的碾压参数值(碾压速度、激振力、碾压遍数和压实厚度)。在分析碾压参数与压实质量标准(干密度或压实度)之间相关性的基础上,采用三层前向式ANN模型,建立碾压参数和压实质量标准之间的非线性映射关系,并提出了全仓面碾压质量评估的具体流程,获得仓面任意位置处的压实度以及全仓面的碾压质量达标率。该方法可有效避免以有限个试坑检测样本评价整体仓面碾压质量的片面性,为现场施工质量控制提供了新的途径。     

土石坝碾压实时监控系统模拟 试验研究

简单介绍了土石坝碾压实时监控系统组成与设计、系统软件设计及其主要技术。在非真实碾压施工环境下,利用人力四轮手推车行走来模拟碾压车碾压过程,并对监控系统硬件、软件功能进行了测试,结果表明系统软硬件可靠稳定。模拟试验数据的后处理与分析表明,系统高程精度达到了±1.40 cm,沉降差计算精度达到了毫米级。该监控系统具备了高精度、实时、自动、全天候等特点,对于提高土石坝施工技术与管理水平具有十分重要理论意义与应用价值。     

溧阳抽水蓄能电站面板堆石坝施工质量实时控制技术

溧阳抽水蓄能电站面板堆石坝筑坝材料岩性多样、填筑方量大、大坝变形协调问题突出、土石方平衡难度大。为此,研制开发了该坝施工质量实时控制技术,包括大坝填筑碾压质量实时监控技术、上坝运输过程实时监控技术和数字化大坝施工管理综合信息集成系统,实现了对大坝坝料运输、卸料和填筑碾压的全过程、精细化、在线实时监控,以及工程进度、质量、安全监测等信息的可视化集成管理,确保了大坝填筑施工质量的高效控制,为建设溧阳抽水蓄能电站提供了强有力的技术支撑。     

基于随机森林算法的土石坝压实质量动态评价研究

坝体压实质量评价是土石坝施工安全控制的关键,其中干密度是评价压实质量的重要指标,但是施工现场通过随机试坑试验获取干密度的方法难以全面反映仓面压实质量,同时压实质量评价模型存在缺乏深入分析和量化料源参数不确定性的问题。针对上述不足,本文基于碾压实时监控系统提出了考虑料源参数和评价过程随机不确定性的压实质量动态评价模型,其功能主要包括以下3个方面:(1)采用信息熵理论量化土石坝料源参数的不确定性;(2)在影响干密度的指标中增加P5含量和湿度两个指标,反映了级配与气象要素对压实质量的影响,并在考虑料源参数不确定性影响的条件下基于随机森林算法对压实质量评价模型进行了动态求解;(3)采用插值结果可信度高的Kriging方法进行全仓面压实质量动态评价,弥补了试坑试验有限检测点难以全面反映仓面压实质量的不足。将该模型应用于某工程心墙区的压实质量评价,采用五折交叉验证和F检验等方法验证了该模型的可行性,并与BP神经网络和线性回归评价方法进行对比分析,验证了本评价方法的一致性、代表性和优越性。     

耦合质量要素的高心墙堆石坝施工 仿真理论与应用

文中提出了耦合质量要素的高心墙堆石坝施工仿真理论,通过建立大坝施工过程的精细化仿真模型,将施工质量标准作为仿真过程限制条件,能够模拟出坝体每个填筑单元的施工质量水平,只有当前填筑单元的施工质量水平达到控制标准时才能进行下一单元的仿真,从而得到整个坝体的施工进度仿真结果,实现对施工进度较精确的预测。研究成果已应用于某水电工程中,为大坝的现场施工管理与控制提供了理论指导和技术支持。     

公伯峡混凝土面板堆石坝安全监测系统布置及管理模式

公伯峡钢筋混凝土面板堆石坝最大坝高132.20 m,坝址处于高地震区且河谷极不对称,气候寒冷,日温差大、干燥,岩性变化复杂,开挖渣料质量差别大,两岸上游设有目前国内较高的混凝土高趾墙。为及时客观地掌握大坝的安全运行性态,选择典型监测断面和重点部位设置人工与自动化监测项目,并将安全监测管理纳入黄河上游梯级电站大坝安全信息管理系统,实现了多坝统一管理,对监视工程安全、反馈设计均具有重要的实际意义。本文对安全监测系统布置、监测手段以及安全监测信息管理模式进行了介绍,供相关工程参考。     

基于实时监控的混凝土坝振捣施工质量动态评价研究

混凝土坝仓面振捣质量评价是混凝土坝施工质量控制的重要手段。传统方法采用事中人工经验控制振捣参数与事后有限的钻芯取样点检测相结合来控制混凝土坝振捣施工质量;此外,现有的振捣台车振捣监控研究中仅采用单个测距仪进行测距,且缺乏仓面振捣质量评价方法。针对混凝土坝仓面内振捣施工实时质量动态评价和反馈控制的挑战和难点,本文提出了基于双测距仪联合测距方案的混凝土坝振捣施工质量实时监控方法,并基于该方法建立了考虑混凝土特性参数不确定性的混凝土振捣质量动态评价模型,该模型主要包括以下内容:(1)引入"信息熵"理论对混凝土特性参数的不确定性进行量化分析;(2)在考虑参数不确定性的情况下基于随机森林算法提出了混凝土抗压强度动态计算方法,并将计算结果应用于混凝土坝全仓面振捣质量评价。将该模型与多元线性回归和人工神经网络算法建立的评价模型进行了对比分析,验证了本模型的一致性和优越性。应用本文提出的评价方法对我国某西南碾压混凝土坝工程仓面变态混凝土区域的振捣质量进行了动态评价,结果表明,该方法能够准确评价仓面混凝土振捣质量,为混凝土坝振捣施工质量控制提供了理论依据。     

三板溪面板堆石坝渗流监测资料分析

三板溪面板堆石坝最大坝高185.5 m,蓄水初期水库在低水位运行,总渗漏量基本在30 L/s以下,2007年汛期库水位迅速抬高,总渗漏量突然增大,最大达303.10 L/s。后经水下检查,发现在面板一、二期水平缝部位出现多处破损并进行了修复,面板修复取得了一定的效果。本文结合渗流监测资料重点对面板破损前后大坝渗流性态进行了分析。     

三板溪混凝土面板坝面板破损原因分析

蓄水初期,三板溪面板坝在低水位正常运行约18个月,水位蓄高时,大坝相继出现了渗漏量增大等异常情况,后经水下检查,发现其中12块面板一、二期面板分缝处出现水平挤压破损。本文根据监测数据并结合实际情况分析了面板破损的原因。