高RCC拱坝结构可靠度分析与破坏试验研究

结合“九五”国家科技攻关课题，采用坝体结构可靠度数值计算与坝体破坏模型试验相结合的方法，分析了沙牌高碾压混凝土拱坝设缝后诱导缝及坝体开裂失效的可能性，以及大坝结构的安全性和可能的破坏机制等工程关键技术问题，为工程设计和施工提供了参考依据。     

沙牌拱坝结构开裂及破坏机理研究

本课题是“九五”国家重点科技攻关项目——高碾压混凝土拱坝分缝与建坝材料研究中的一个研究子题,该子题针对沙牌碾压混凝土拱坝开裂问题进行研究。研究采用物理模型与数学模型相结合的方法,在物理模型中运用断裂力学理论模拟诱导缝的开裂相似,并采用光纤传感检测技术监测大坝及诱导缝的开裂破坏,获得了大坝的应力、变位及超载破坏过程和破坏形态。     

两座碾压混凝土拱坝结构模型破坏试验对比分析

结合普定和沙牌两座碾压混凝土拱坝的结构模型破坏试验,对比分析了两座拱坝的结构应力、坝体位移及拱坝开裂破坏过程、破坏形态和破坏机理。通过分析研究,得出了碾压混凝土拱坝体形及诱导缝宜对称布置为好,以及为了体现碾压混凝土大坝快速施工的特点,坝身不宜设置过多的孔口等结论。     

高碾压混凝土拱坝不同分缝形式结构特性的试验研究

结合沙牌碾压混凝土拱坝，采用整体结构模型试验，分别对设置周边应力释放缝加两条诱导缝、三条诱导缝、坝体不设缝三种方案进行了坝体的应力及变形特性、破坏形态、破坏过程及破坏机理的分析，从而得出了不同分缝形式下高碾压混凝土拱坝的结构特性。     

高碾压混凝土拱坝分缝形式及破坏机理研究

本文结合四川沙牌碾压混凝土(RCC)拱坝,通过结构模型破坏试验,对RCC拱坝的分缝形式、坝体开裂与破坏机理进行研究,分析了诱导缝、横缝、周边缝等分缝形式对坝体的影响,确定了两条诱导缝加两条横缝的方案为选定方案。根据选定的分缝方案,探讨含诱导缝坝体的开裂破坏机理。研究中采用断裂力学理论,求得考虑尺寸效应的材料断裂韧度值和建立诱导缝的应力强度因子计算式,并通过分析断裂韧度与应力强度因子之间的关系,从理论上推导出诱导缝的开裂相似条件。据此提出在结构模型中模拟诱导缝的方法,在结构模型试验中实现对诱导缝的相似模拟,观察到坝体的开裂过程、破坏形态和破坏机理。试验结果已应用于沙牌拱坝工程的设计和施工中。     

碾压混凝土拱坝诱导缝开裂试验研究

通过多组由深埋椭圆裂缝、深埋矩形裂缝和穿透裂缝3种型式形成不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验，研究了试件的应力强度因子，分析了不同裂缝的应力强度因子计算公式。由于试件的断裂韧度与裂缝形式无关，假设深埋矩形预留缝试件的应力强度因子可以由深埋椭圆预留缝或穿透预留缝试件的应力强度因子通过修正求得，建立了矩形预留缝试件应力强度因子的近似解析表达式。考虑了尺寸效应后，求得碾压混凝土材料的断裂韧度。根据碾压混凝土拱坝诱导缝的构造特点，并考虑了相邻缝的影响计算出诱导缝开裂的等效强度。这一结果应用于沙牌碾压混凝土拱坝开裂计算的三维非线性应力场仿真计算中。     

沙牌碾压混凝土拱坝坝体分缝形式的结构特性研究

在碾压混凝土拱坝设计中，选择合理的坝体分缝结构与分缝位置是有效地控制坝面开裂范围和保证拱坝整体稳定性的关键技术问题。文章结合沙牌水电站碾压混凝土拱坝的实际，运用有限元数值分析方法对拱坝不同分缝结构的坝体应力及缝端开裂特征作了多方案研究，在比较了各分缝方案结构特性差异的基础上，对该坝体的分缝结构和分缝部位提出了建议。     

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究是国家“九五”重点科技攻关计划的专题。依托目前世界上在建的最高的沙版碾压混凝土拱坝工程,研究解决坝体温度应力大,如何优化坝体结构分裂方案和提高筑坝材料的抗裂能力等问题。通过对诱导缝设置理论和方法的研究,全过程仿真温度计算分析,坝体开裂的机制和破坏形态探讨,重复灌浆技术和预埋冷却水管的温控措施研究,以及混凝土材料和配合比的优选等系统的攻关,为优质高速建成沙牌高碾压混凝土拱坝创造了条件,为推广应用于其他工程,形成100m以上高碾压混凝土拱坝的成套建设技术,保持我国碾压混凝土筑坝技术在世界上的领先地位作出了贡献。     

沙牌碾压混凝土拱坝温度徐变应力仿真计算

根据沙牌工程混凝土徐变试验资料，按混凝土固化徐变理论，分解了沙牌碾压混凝土徐变度函数，得到了沙牌混凝土粘弹性相变形、粘性相变形的数学表达式，提出了混凝土的非线性徐变应力计算方法；根据沙牌碾压混凝土拱坝的材料参数与环境参数，模拟了混凝土的施工过程，得到了沙牌碾压混凝土拱坝的三维温度场与三维应力场的仿真计算成果；比较了混凝土线性徐变应力理论与非线性徐变应力理论下拱冠剖面不同高程、不同部位大坝混凝土应力随时间的变化过程，得出了一些有意义的结论，可供大坝温控设计参考。     

沙牌碾压混凝土拱坝仿真结构模型试验研究

结合沙牌碾压混凝土拱坝仿真结构模型试验,介绍了这种试验方法的优越性,以及层面结构模拟方法、大坝应力分布、径向位移分布、超载能力和破坏机理,为工程设计提供了科学依据,对同类工程具有重要参考价值。     

基于BO-GRU的混凝土坝变形预测模型

针对混凝土坝变形具有较强的非线性特点、目前大坝变形预测模型出现参数过多及易陷入局部最优等问题,提出了一种深度学习中的门控制循环单元(GRU)模型,并结合贝叶斯优化算法(BO)对门控制循环单元的超参数进行优化,建立BO-GRU模型应用于混凝土坝变形预测。为检验模型的可行性,以实测变形监测数据为基础,并与极限学习机、相关向量机和基于遗传算法优化的支持向量机等模型预测结果进行对比。结果表明:该模型的泛化能力强、运行效率高,能有效运用于混凝土坝的变形预测。     

湖泊藻类动态模型数据同化模式的改进

以太湖为研究区域,采用2014—2016年的水环境生态监测数据,率定了三维水生态动力学模型(3DHED),模拟了太湖蓝藻生物量的时空变化;通过融入遥感数据建立了基于集合卡尔曼滤波(EnKF)的蓝藻生物量预测数据同化(DA)模式,同时提出了一种改进数据同化(mDA)的策略,降低了遥感数据不确定性的影响,显著提升了模型模拟精度。结果表明:相比3DHED蓝藻生物量的模拟结果,DA模拟结果的均方根误差均值降低了10.4%,IOA均值增加了48.8%;mDA在DA基础上对蓝藻生物量的模拟精度进一步提升,其均方根误差均值为1.16 mg/L,在DA基础上降低了8.6%,IOA均值为0.71,在DA基础上增加了10.9%,并有效提升了对蓝藻生物量峰值的捕捉能力,表明提出的mDA方法能有效减小原DA模式中遥感观测数据误差的影响,提升水华模拟精度。     

应用数学模型研究物理模型试验的变态率

物理模型试验仍然是各种水利工程决策与优化时的主要研究手段,但要定量确定物理模型试验变态率的影响仍有一定的难度。本文采用三维数学模型计算了不同变率工况下 Wang和 Ribberink的直槽试验和 Odagaard的 180°弯道水槽试验中的水流运动。比较了不同变率条件下沿流向、垂向和横向上的流速差异,以及弯道试验中二次流形态在不同变率下的情况。最终量化了变态率对物理模型试验结果的影响。计算表明,对于流向速度,变率对试验结果的影响较小,而对垂向和横向速度,影响很大。直道与弯道有较大差异,同目前物理模型试验采用的变态率范围基本一致。     

水箱模型的在线实时校正

本文在水箱模型的拟线性状态基础上建立扩展的卡尔曼滤波方程，构造了水箱模型的实时校正模型实例表明，水箱模型的实时校正模型较不带校正的水箱模型，预报精度有很大的提高研究表明，水箱模型的实时校正模型对不良的母体模型参数有较强的适应性或容错性     

基于云模型的区域河长制考核评价模型

为考核区域河长制工作,从水资源保护、水域岸线管护、水污染防治、水环境治理与水生态修复、执法监督以及河长体系和工作机制建设情况6个方面选取25个评价指标,根据已划分的河长制考核评价等级与标准,构建了基于云模型的区域河长制考核评价模型;模型利用层次分析法与熵权法得出组合权重,运用X条件正向云发生器求得各指标隶属度,为避免最大隶属度原则造成的缺陷,通过加权平均法计算考核分值。采用该模型对南京市2013—2017年的河长制工作进行考核评价,得到的考核综合分值逐年提高,与南京市河长制实施情况基本一致,表明该模型适用于区域河长制考核评价。     

NAM模型与水资源配置模型耦合研究

选取汉江作为示范流域,基于MIKE BASIN软件构建了汉江流域水资源配置模型,介绍了该系统的重要特征,探讨了系统内部各组成部分间相互联系;将所建模型与NAM模型的预测结果进行耦合,并分析了2006年皇庄以上汉江流域水资源供需平衡.结果表明:汉江流域内(至皇庄)生活用水、工业用水基本满足要求;农业灌溉、河道内生态用水缺水率为35.8%、25.7%,整体缺水率为22.2%.     

水土保持统计模型问题探讨--内生变量取对数建模的弊端

在水土保持研究中 ,常采用对数模型来描述各因素间的关系 ,这种模型往往具有较好的统计特性。我们在建模过程中发现这种“好”模型并不一定得出好的计算结果。对此 ,本文分析了其内在原因 ,发现对数模型具有放大或缩小误差的特性 ,指出对数模型存在的局限性     

解析结构模型在中水工艺优选系统模型中的应用

在中水工程的设计中,工艺方案的选择过程是复杂的,限制条件相互关联、相互制约,给决策分析带来很大困难。本文打破传统工艺优选模型的局限,通过解析结构模型论述了中水工艺与其它相关因素在宏观上的联系,建立了综合考虑经济评价、技术评价和操作管理评价三方面指标的工艺优选系统模型,并且从理论上实现了处理单元间的优化组合问题。     

Mass balance model of Lake Volta fisheries: The use of Ecopath model

A mass balance model of trophic interactions among ten key functional producer and consumer groups in Lake Volta was constructed using the Ecopath model to study the energy flows and species interactions in the lake. The present study was based on secondary and primary data on fish catch, diet composition, phytoplankton and zooplankton biomasses, collected in 2015 and 2016. Additional information on growth parameters of major species required for balancing the Ecopath model was obtained from sampling and FishBase. The functional groups were detritus, phytoplankton, zooplankton, benthos, prey fish, Tilapia, Bagrus, Chrysichthys, Alestes and Synodontis species. Four trophic levels were identified in the Lake Volta ecosystem, with the energy flow occurring mainly within the first three trophic levels. The calculated ecotrophic efficiency value of the primary producers (phytoplankton: 0.17; detritus: 0.22) indicated they were least exploited, compared to the secondary producers, zooplankton (0.80) and benthos (0.50). All secondary consumers had ecotrophic efficiency values higher than the primary producers, indicating they are exploited in the ecosystem. The main energy flows in the lake were from phytoplankton and detritus at trophic level I, and Bagrus species, the top predator, at a level of 3.30. The network analysis, illustrating a connectance index of 0.43 and an omnivory index of 0.06, in the lake system indicated the ecosystem is unstable, somewhat immature and still in a developing stage.     

基于API 模型与新安江模型的察尔森水库洪水预报

察尔森水库承担着兴安盟地区的防洪、灌溉和供水等任务,其洪水预报具有重要的研究意义。考虑到下垫面条件和降雨分布特征的影响,单一模型或同组参数在该地区很难取得理想的洪水模拟效果,尝试引入分单元新安江模型与API模型分别对察尔森水库洪水进行预报,并分析总结两模型在该地区的适用性。结果表明:两种模型预报结果都较好,且对于大暴雨洪水预报效果更理想;当前期土壤湿润时,分单元新安江模型预报效果更好;当前期土壤干旱、降雨强度较大时,API模型预报效果优于分单元新安江模型。实际作业时根据需要选择模型进行预报,有利于察尔森水库合理调度,提高水库经济效益。