利用CMV评估堆石料压实质量的神经网络模型

土石坝压实质量对大坝安全至关重要,通过压实质量评估模型可实现对压实质量实时监控。传统碾压施工采用固定的碾压方案,碾压参数在碾压过程中不改变,而在智能压实过程中,碾压参数根据当前压实状态进行优化调整,因此压实质量评估模型必须考虑碾压参数。通过堆石料现场碾压试验,分析了压实计值（compaction meter value,CMV）与堆石料相对密度和碾压参数的相关性。结果表明,CMV与堆石料相对密度具有较强相关性,可作为堆石料压实质量监测指标,碾压机振动频率和车速对CMV影响显著,行驶方向对CMV影响较小。最后基于现场试验和径向基（RBF）神经网络,建立了考虑碾压参数变化的堆石料压实质量评估模型。与试验结果对比表明该模型具有较高精度。     

碾压混凝土坝仓面压实质量5D可视化馈控研究

为满足碾压混凝土坝施工质量精细化控制要求，研发了碾压混凝土坝仓面压实质量5D（三维位置、时间和质量参数等5维）可视化馈控系统。首先，提出基于AutoCAD/OpenGL的施工期3D快速建模方法，方便施工一线技术人员构建坝体施工单元3D信息模型，可精确表现随仓面施工进度推移而叠加演变的坝体形态，并有效显示施工阶段坝体实体信息；其次，基于仓面实时获取的碾压工艺参数，建立了基于BP-ANN的碾压层压实度计算模型，给出碾压混凝土坝压实质量全仓面智能评价方法，远程3D模型上可实时显示碾压层施工质量数字可视化云图，并形成Web在线碾压质量报告，实时指导施工人员针对欠碾区域及时补碾修复和再评价，实现了智慧施工。研发系统应用于工程实际，验证了其可靠实用性。     

堆石坝料压实监测指标影响因素及适用性分析

实时压实监测技术已成为堆石坝碾压质量控制的有效手段。但是面板堆石坝坝料种类多、不同坝料组分区别明显、施工工艺差异大，故而不同施工工艺对压实监测指标的影响，以及监测指标在不同坝料分区的适用性有待进一步研究。结合现场碾压试验，分析了碾压机行进方向、振动模式及坝料类型对压实监测指标的影响，发现碾压振动频率是其主要影响因素；同时发现包含更多碾轮加速度谐波分量的CCV指标对于不同面板堆石坝料有更好的适应性。基于上述分析，提出了耦合考虑频率的CCV指标来表征面板堆石坝不同坝料的压实质量。本文研究可为有多种坝料的面板堆石坝压实质量实时控制提供合适的监测指标。     

基于碾振性态的土石坝料压实质量监测指标分析与改进

通过土石坝坝料碾压试验,分析了碾轮振动性态——振动加速度时域和频域的变化,得到了加速度幅值和加速度畸变程度随坝料压实程度及碾压机振动频率的变化规律。在此基础上,指出了现有基于加速度时域分析的地基反力指标（Fs）和基于频域分析的压实监测值（CV）用于表征土石坝坝料压实度的弊端,提出了考虑滞后相位角的改进地基反力指标,以及耦合考虑振动频率和加速度谐波畸变程度的压实监测指标。实例分析结果表明：改进的两个压实监测指标与碾压遍数、压实度的相关性更好,用于表征土石坝料压实度的误差更小,本研究可为土石坝施工质量的实时控制提供新的控制指标。     

堆石坝离散元模拟中缩尺碾轮等效荷载确定

在采用离散元模拟堆石坝料碾压施工过程时,考虑到计算效率,需要对施工仓面进行缩减,并需缩小碾轮尺寸。与实际碾轮荷载等效是保证离散元碾压模拟与实际碾压具有相同压实效果的前提,作用于碾轮上的荷载与碾轮尺寸有关,故需准确确定作用于缩尺碾轮上的等效荷载。文章提出了以坝料孔隙率相等为依据的缩尺碾轮等效荷载确定方法。首先,采用PFC（particle flow code）软件,建立能反映堆石坝料级配、颗粒形状、接触特性的坝料二维和三维模型,并考虑到PFC二维模型孔隙率与工程实际孔隙率的差异,建立了二维模型孔隙率与工程实际孔隙率间的定量关系。然后,根据压实能力系数相同,导出缩尺碾轮等效荷载的确定公式,进而依据实际孔隙率相等的原则,对该公式进行修正,从而建立了不同碾轮尺寸与作用荷载的定量关系。实例验算表明,该方法所计算得到的等效荷载作用在缩尺碾轮上的坝料碾压效果能够与真实尺寸碾轮的碾压效果一致,从而可为缩尺情况下离散元碾压模拟提供依据。     

蓝派冲击压实技术在建筑施工中的应用

蓝派冲击压实技术碾压堆石体时 ,利用牵引机拖动非圆形压实轮滚过堆石体 ,压实轮对堆石体产生冲击、揉压、碾压作用 ,在高能量、大振幅的冲击振动下 ,块石棱角破碎 ,坝料实现嵌填 ,而揉压、碾压又使其得以相对稳固。经多次冲击、揉压、碾压作用 ,填料被逐步压密、压实。该技术使用结果表明 :冲碾后级配的变化满足设计要求 ;堆石层间结合紧密 ;被压实物料的干密度达到设计指标。     

四级配碾压混凝土现场施工工艺试验研究

通过现场碾压工艺试验,对比三级配与四级配碾压混凝土在现场施工工艺方面的差异,提出四级配碾压混凝土施工工艺参数,为四级配碾压混凝土在水电工程中的推广及应用提供技术指导。试验结果表明,四级配碾压混凝土用水量为71kg/m^3、VC值为3s～5s时,拌和物大骨料表面砂浆包裹充分,具有较好的抗分离性,表面液化泛浆情况好,可碾性好。四级配碾压混凝土施工工艺参数为：层厚为0.5m时采用2遍无振＋8遍有振＋2遍无振碾压,层厚为0.4m时应采用2遍无振＋6遍有振＋2遍无振碾压（其中有振碾压激振力为395kN）,行走速度为1.0～1.5km/h,相对压实度均可达到或超过98.0%。     

RCC坝料改进刚度指标及压实质量综合评估研究北大核心CSCD

有效控制碾压混凝土压实质量是确保大坝安全稳定运行的前提。本文提出了考虑滞后相位角的碾压混凝土坝料改进刚度指标,并给出了滞后相位角的测定方法;结合耦合滞后相位角改进刚度指标、坝料特性参数、碾压参数和频域压实指标,提出了基于XGBoost算法的碾压混凝土压实质量综合评估方法。实例分析表明,改进刚度指标能够更好表征坝料压实质量,综合评估模型的决定系数约为0.86,表明模型精度较高,计算压实度与实测压实度的相对误差平均值为0.47%。本文方法为碾压混凝土坝施工压实质量控制提供了新的有效途径。     

新拌RCC单轴压缩试验的PFC模拟及细观参数反演

为从细观角度研究碾压混凝土(RCC)坝料的压实机理,需确定被压RCC的细观参数,本文通过颗粒流程序(Particle Flow Code,PFC)模拟新拌RCC单轴压缩试验来反演细观参数。首先,为真实模拟实际RCC的配比和骨料级配,提出了基于筛分统计的各级颗粒数目确定方法,并采用三维扫描技术进行不规则骨料的精细建模;接着,提出了新拌RCC单轴压缩的PFC模拟方法,并建立了代替复杂PFC正分析过程的BP神经网络;最后,以单轴压缩物理试验的应力应变曲线作为标定目标,提出了基于自适应差分进化算法的参数反演方法。实例表明,反演的参数经PFC模拟所得压缩曲线与物理试验曲线吻合较好。本文所建PFC模型及反演的细观参数可为进一步研究RCC的振动压实过程与层间结合的细观机理提供基础。     

基于KM和AC-BFA模糊逻辑的土石坝压实质量实时评价

针对常用的压实质量评价存在未能够实现压实质量的实时评价，且模型的精度与鲁棒性有待提高等问题，建立一种新的压实质量实时评价模型。该模型由提出的基于核方法（kernel method，KM）与自适应混沌细菌觅食算法（adaptive chaotic bacteria foraging algorithm，AC-BFA）的模糊逻辑构建，同时将被碾材料的物理参数、料源特性参数、施工过程碾压参数作为模型的输入参数，其中被碾压材料的物理参数由振动信号分解后得到的基波与一次谐波的振幅表征。工程应用表明，该模型与常用压实质量评价模型相比，不仅在精度上具有一致性与优越性，而且在加噪数据与异常数据测试中显示出更强的鲁棒性，在进一步嵌入到碾压质量实时监控系统后能够实现压实质量的实时评价。     

基于实时监控的沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真研究

目前沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真主要考虑碾压机械的工作效率,没有将实际的施工数据融入到仿真模型中,从而降低了仿真的可靠性。针对此问题,本文将碾压过程实时监控引入仿真模型,基于实时监控技术的碾压施工数据,通过数理统计方法,获得贴近实际施工的仿真参数;同时,结合离散事件仿真方法,建立沥青混凝土心墙碾压施工过程的精细化仿真模型;最后,通过Monte Carlo方法计算得到填筑单元的碾压历时和区段初碾合格率。以西南某在建沥青混凝土心墙坝工程为实例进行仿真计算分析,通过置信度检验方法对仿真模型进行验证,并通过局部灵敏度分析的方法对仿真参数进行灵敏度分析,为现场坝面碾压施工的指导和工程进度的控制管理提供技术支持。     

筑坝细粒填料的含水率对连续压实指标的影响

为研究筑坝细粒填料的含水率对土石坝连续压实控制技术的影响,根据相似理论开展了室内模拟试验,研究了振动测值在不同填料含水率下的变化规律.通过线性回归分析,研究了填料含水率变化对相关性校准的影响及与不同类别连续压实控制指标的适用性.结果表明:(1)相同振动压实条件下VCV(vibration compaction valu...     

实时监控下堆石坝压实质量模糊综合评估

堆石坝填筑碾压质量采用事中和事后双控。事中碾压参数往往不能在全工作仓面上100%满足控制要求，且受坝料性质不均匀的影响，即便是相同的碾压参数，也可能会导致不同的压实质量。事后试坑检测采用有限个测点，难以客观反映整个施工仓面的压实质量；若单纯采用压实连续检测指标（如CV）控制，其与坝料压实质量之间也存在一定误差。文章利用大坝填筑碾压质量实时监控技术，在动态采集碾压参数和压实连续检测指标CV的基础上，采用Dempster-Shafer（D-S）证据理论，提出了一种综合考虑事中碾压参数、事后CV的压实质量模糊综合评价方法。此外，为了保证碾压区域无明显连续薄弱区，通过DBSCAN空间聚类分析，提出等效连续薄弱面积的概念，对压实质量薄弱区域空间分布进行定量评价。实例分析表明，此方法可以有效避免单独事中或事后评估的片面性，提高压实质量评估的全面性，为高堆石坝施工质量控制提供一种新的手段。     

实时监控下考虑料源不确定性的堆石坝压实质量评估

影响堆石坝碾压质量的因素包括碾压参数(包括碾压速度、激振力状态、碾压遍数、压实厚度等)与料源参数(包括含水率、不均匀系数、曲率系数等),堆石坝施工质量实时监控技术提供了全仓面任意位置的碾压参数,而料源参数难以实时监测且存在较大不确定性,因此导致了仓面压实质量的评估也存在一定的不确定性。本文以仓面试坑试验数据为基础,利用多层前向人工神经网络建立碾压参数、料源参数与压实质量标准(干密度值)之间的非线性映射关系,采用改进的Bootstrap方法产生仓面任意位置处的料源参数,结合碾压监控成果,对仓面任意位置处的干密度进行拟合。结果表明,仅以碾压参数得到的仓面干密度的拟合值偏高,且分布较为集中,而结合料源参数与碾压参数的仓面干密度的拟合值分布较为分散,具有更大的不确定性,能够更加客观地评估仓面压实质量,避免了仅以碾压参数评估以及试坑试验的片面性。     

沙牌拱坝碾压混凝土浇筑中的关键技术研究

沙牌拱坝 (坝高 13 2m)是目前世界上最高的碾压混凝土拱坝。本文结合沙牌大坝对 10 0m级以上高碾压混凝土拱坝施工中的关键技术 ,如混凝土真空溜管入仓工艺、改性混凝土扩大使用范围、坝面作业、冬季施工等进行了详细地分析与研究 ,并提出了相应的解决方法。其研究成果的应用可以提高我国高碾压混凝土拱坝的施工水平 ,也可为其它类似工程的施工提供参考与借鉴