碾压混凝土坝的渗流分析研究

针对碾压混凝土坝渗流特性，采用无厚度缝面单元模拟型进行渗流分析，在不增加网格节点的前提下，不但能高效地刻画出层面和缝面的特点，而且能对具有强透水能力的冷缝或裂缝进行细致的模拟，基本上解决了碾压混凝土坝的渗流建模问题。计算结果表明，采用无厚度缝面单元模型，更加符合坝体的渗流实际情况，提高了求解的精度。     

西溪水库碾压混凝土坝渗流异常成因分析

以西溪水库碾压混凝土重力坝为例,针对坝基扬压力突然增大的异常现象,基于扬压力监测资料系统分析扬压力增大的成因,并结合大坝有限元渗流正反分析,提出了加强观测分析、对渗流异常部位采取灌浆、排水等渗流控制工程措施建议,以消除渗流隐患.结果表明,坝基防渗体系防渗功能现阶段总体良好,渗流异常不会对工程安全构成较大威胁.     

碾压混凝土坝层（缝）面渗流及其对坝体应力的影响

从碾压泥凝土坝的渗透特性出发,采用裂隙流模型分析了碾压混凝土坝（缝）面渗流问题,进而提出碾压混凝土坝层（缝）面渗流对坝体应力影响的作用机理：渗流向层（缝）壁面施加垂直于壁面的法向渗透压力及平行于壁面的切向拖 Ye 力,并采用有限元数值方法具体分析了碾压混凝土坝工程实例层（ 缝）面渗流对坝体应力的定量影响。     

探讨碾压混凝土坝变形二级监控指标的拟定方法

根据碾压混凝土坝的结构特点,运用四参数、Mohr-Coulumb和Drucker-Parger准则分别模拟坝体、层面和基岩的非线性特征,并以渗流水压力和位移为未知数,建立坝体渗流场与应力场耦合的弹塑性有限元分析模型,探讨了拟定碾压混凝土坝变形二级监控指标的方法.     

碾压混凝土坝施工层面等效变形参数推算

针对分层碾压的施工方法使碾压混凝土坝坝体呈层状结构且具横观各向同性特征,将碾压混凝土施工层面视为横观各向同性体,通过对施工层面的本体和层面影响带进行力学模型概化,提出了施工层面在层面水平、层面垂直及任意层面倾角下的变形参数的理论解,并以某碾压混凝土重力坝为例进行求解.研究结果表明,采用等效参数模式的有限元计算结果与施工层面模式的有限元计算结果较吻合,方法合理,计算效率高,可供类似工程计算借鉴.     

浇筑层厚对碾压混凝土坝温度场和应力场的影响

高混凝土坝浇筑时材料用量大、施工条件复杂、建设周期长,同时又需考虑温度控制、结构应力、施工环境等因素对坝体安全的影响。为此,以某工程碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法,研究了不同的混凝土浇筑层厚度对大坝温度场与应力场的影响。结果表明,早期坝体内部的最高温度随浇筑层厚的增加而增大,坝体不同区域最高温度不仅受浇筑厚度的影响,同时也与大坝浇筑的时间相关;基础垫层混凝土、三级配碾压混凝土和二级配常态混凝土区域最大拉应力随浇筑厚度的增大而增大。     

碾压混凝土坝温度场有限元仿真分析

采用“浮动网格法”对某碾压混凝土坝进行了温度仿真计算分析,得出如下结论:(1)碾压混凝土坝坝体内最高温度场受外界气温影响较大,随着外界气温的升降而升降。(2)碾压混凝土坝前期温度梯度高,降温速度快,后期降温慢,最终降至稳定温度场需要几十年时间。     

碾压混凝土坝温度场及温度应力仿真分析

碾压混凝土坝在施工过程中容易产生温度裂缝．降低了碾压混凝土的完整性，影响大坝安全，因此温度场、温度控制的研究具有重要意义。。应用有限元分析软件的温度场仿真功能，采用三维有限元程序对温度场和温度应力进行仿真计算，并对其结果进行分析。     

基于CNN-LSTM的混凝土坝渗流预测

建立高性能的混凝土坝渗流预测模型是渗流安全监控的重要手段,也是渗流安全性态评价的基础,结合卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)两种深度学习算法,构建混凝土坝渗流预测模型(CNN-LSTM),该模型先利用CNN提取渗流监测时间序列的特征,然后利用LSTM生成特征描述,建立输入与输出间的映射关系,实现对混凝土坝的渗流预测。工程实例应用表明,CNN-LSTM模型在混凝土坝渗流预测应用中的数据拟合能力和预测精度较好,且不易陷入局部最优解,可为混凝土坝的渗流预测和安全监控提供科学依据。     

碾压混凝土坝温度场及温度应力仿真分析

碾压混凝土坝在施工过程中容易产生温度裂缝,降低了碾压混凝土的完整性,影响大坝安全,因此温度场、温度控制的研究具有重要意义。应用有限元分析软件的温度场仿真功能,采用三维有限元程序对温度场和温度应力进行仿真计算,并对其结果进行分析。     

土石坝原型观测资料分析方法的研究

基于土石坝变形和孔隙水压力产生机理,提出了新的土石坝变形和渗流统计模型及土石坝反馈分析的基本原理和方法,并通过工程实例得到了验证。     

基于数值流形法的堤防垂直防渗铺膜防渗效果研究

为研究防渗膜损伤和不利工作条件对堤防渗透稳定性的影响,提出了能有效进行连续-非连续渗流模拟的数值流形方法,通过引入Hermite插值进行改进,通过添加计算自由度来提高偏导数计算精度。以分淮入沂整治工程为例,对不同影响因素下堤防垂直铺膜的防渗效果进行模拟分析。结果表明,改进的数值流形方法在含防渗膜的工程模拟计算中具有很大优势,建模相对简单且对于不连续边界的计算结果更为精确。同时,垂直铺膜具有很好的防渗效果,当地下存在粘土层时,防渗膜插入粘土层中时防渗效果将显著提升;当膜发生破损时,破损处水力梯度会大幅升高,但影响范围较小,堤防仍处于渗透稳定状态。研究成果可为工程实践提供指导。     

基于BP神经网络的碾压混凝土坝温度场反分析

针对试验所得碾压混凝土热学参数的随机性以及温度场的复杂性,提出基于BP人工神经网络的反分析方法。建立神经网络模型,利用有限元正分析得到的样本去训练网络,然后利用实际所测温度对热学参数进行反分析,根据反分析后的热学参数利用有限元进行温度场正分析,分析比较预测参数与试验参数所得非稳定温度场。通过工程实例,结果表明,该方法用于获取碾压混凝土坝热学参数是可行的。     

有自由面渗流分析的流形单元法

提出了用于渗流分析的流形单元法。该方法用物理覆盖来确定材料的分区与自由面，通过迭代求出自由面边界，计算区域逐步逼近实际渗流区域，适用于稳定和非稳定渗流计算。算例表明，该方法用于有自由面的渗流分析是简单有效的。     

等效渗透系数在非均质含水层渗流计算中的应用

基于等效渗透系数理论和渗流计算模型,采用IGW软件对渗流方向与层状渗流介质成某一角度时的实例进行了数值模拟计算。研究结果表明:对于成层介质中的渗流计算,可用等效的各向同性的均质含水层代替不同透水性介质组成的层状岩土层。研究结果为工程设计提供了理论依据。     

基于区间数理论的碾压混凝土坝层面性态综合评价

碾压混凝土坝施工层面通常为碾压混凝土坝结构和渗流的薄弱面,综合评价层面工作性态对全面监控碾压混凝土坝健康状况具有重要意义。碾压混凝土坝层面性态综合评价涉及影响因素众多,且在综合评价过程中存在诸多不确定性,对此,引入区间数理论,研究了区间数指标及区间数权重的确定方法,探讨并建立了碾压混凝土坝层面性态区间分析模型,有效化解了多效应量之间不可公度性的问题。工程实例表明,采用区间形式的数据表示评价指标和指标权重更符合工作状态变化分析的实际情况,提出的多指标多层次碾压混凝土坝层面性态区间分析模型具有较强的适用性,可为碾压混凝土坝层面性态综合评价提供依据。     

碾压混凝土薄弱区域压实质量精细评价方法

现行碾压混凝土坝压实质量评价体系中仅以统计意义下检测点质量合格率为评估标准,未针对薄弱区域影响因素进行具体分析,导致达标施工仓面仍可能存在危害坝体运行安全的质量缺陷风险.对此,提出一种薄弱区域压实质量精细评价方法,首先基于加权平均思想,同时考虑薄弱区域压实度差异和面积形态特性,建立薄弱区域欠压综合评价指标M;然后引入V...     

悬挂式防渗墙防渗效果数值模拟

鉴于数值模拟技术在模拟土体渗流方向上几乎不受外界干扰、计算可重复性高等优势,以室内砂槽模型试验为背景,采用有限差分软件FLAC3D模拟了双层堤基中悬挂式防渗墙的贯入深度、布置位置对渗透变形的影响。结果表明,悬挂式防渗墙防渗效果随贯入深度的增加而更为显著;防渗墙布置在靠近下游位置时可抑制渗透变形在墙后背水侧发展,从而避免堤身沉降出现溃堤事故;数值模拟结果与室内模型试验数据基本吻合,说明运用数值模拟分析渗透变形是可行的。     

坝基渗流与坝肩绕渗实用计算方法探讨

基于复变函数的保角映射理论及数值分析法,推导了坝基二维渗流模型解析解,通过数值分析软件给出了无防渗帷幕、有防渗帷幕时坝基单宽渗漏量计算公式及基底扬压力计算公式,并以重力坝为例分析了防渗帷幕深度,认为当防渗帷幕深度超过1倍的坝底宽时,随着防渗帷幕深度的增加对扬压力的抑制作用不明显;且相同深度防渗帷幕时透水层厚度越小基底扬压力反而相对越大,但当透水层厚度接近帷幕深度时(即小于1.35倍帷幕深)基底扬压力又开始逐渐减小即呈现"关门现象"。同时基于积分理论推导了无防渗帷幕时坝肩绕渗渗漏量解析计算公式,最后通过工程实例与有限元法计算结果进行比较,验证了该解析计算公式精度可靠、方便快捷。