高混凝土坝长期变形特性计算模型及监控方法研究进展

我国高混凝土坝工程在数量、高度和规模方面均位居世界前列,其长期安全性是社会关注的焦点。变形是混凝土坝结构性态的综合反映,尤其是长期变形,是评价大坝结构性态转异和长效服役健康状况的重要指标。在对我国混凝土坝工程建设现状和混凝土坝变形效应诱发事故进行阐述的基础上,评述了高混凝土坝坝体混凝土徐变特性、坝基岩体蠕变特性等计算分析,以及高混凝土坝长期变形安全监控与预警等的模型、方法研究现状。认为今后应加强多因素协同作用下混凝土坝结构性能演变、多场耦合作用下结构长期变形性态、补强加固措施提升性能等方面的深入研究,以确保高混凝土坝长效服役的安全性。     

乌鲁瓦提混凝土面板砂砾石坝运行期安全监测资料分析

介绍了乌鲁瓦提混凝土面板砂砾石坝高水位运行以来的安全监测成果,并对安全监测资料进行了分析。分析表明,大坝的结构性态变化基本正常,满足设计要求,其监测结果可为今后高混凝土面板砂砾石坝（尤其是寒冷地区、深厚覆盖层）坝工设计、施工、运行管理提供依据。     

水电站设计及施工

〈大坝混凝土的温度控制与防裂新措施〉，〈锦屏导流洞局部洞段围岩失稳成因及支护研究〉，〈大型水电站应用圆筒阀的发展前景〉，〈基于故障树知识的大坝安全诊断方法〉，〈混凝土坝计算技术与安全评估展望〉     

高流态混凝土胶结堆石筑坝技术在电站建设中的应用

静海水电站采用混凝土砌石重力坝作为水电站拦河坝,从方便施工和宜于质量控制两方面出发,拟用高流态混凝土胶结堆石筑坝技术,通过现场试验,论证了混凝土胶结堆石坝技术措施效果明显,该技术能够满足大坝设计要求,并且具有施工效率高、经济效益好、质量稳定等优点。     

高沥青混凝土心墙坝抗震安全评估研究进展

山区水库大坝建设是西部地区未来很长一段时间内重大基建工程的关键组成部分，也是开发水能资源、实现水资源合理配置与有效调控的重要措施。但受西部地区地震频发和运行环境复杂的影响，这些山区水库大坝的建设和长期安全保障面临着严峻的挑战。高沥青混凝土心墙坝作为山区水库大坝的主力坝型之一，其生命周期内的抗震安全尤显重要。本文全面评述了近年来国内外高沥青混凝土心墙坝抗震安全评估的发展现状，详细分析了目前高沥青混凝土心墙坝抗震安全研究中存在的问题，主要内容包括：沥青混凝土非线性动力本构模型、堆石料与沥青混凝土心墙接触面、沥青混凝土心墙与混凝土基座接触面本构模型，高沥青混凝土心墙坝-地基相互作用体系及抗震安全评估等内容。总结了高沥青混凝土心墙坝抗震安全评价理论与方法的发展方向，阐述了高沥青混凝土心墙坝抗震安全评估研究今后的发展趋势和关键科学问题，明确了重点研究方向，为国家重大工程建设和可持续发展相关决策提供参考。     

二滩拱坝安全监测资料分析

二滩水电站混凝土双曲拱坝坝高240m,是已建成的中国第一高坝和世界同类型第三高坝,拱坝自1998年下闸蓄水至今已经安全运行10年.本文对高拱坝安全监测设施布置和监测方法行了总结,对较长系列的变形、应力、温度场、渗流和渗压等监测资料进行了全面的分析和整理.监测结果和定期检验表明,二滩大坝的工作性态正常,其监测设计与运行管理措施是合理和有效的.相关经验可为我国在建和拟建的高拱坝工程提供有益的借鉴.     

考虑冷却措施的高混凝土坝施工过程温度场分析研究

为充分开发利用我国蕴藏的丰富水能,一批高混凝土坝正在规划建设之中.在高混凝土坝施工过程中,由于温度处理不当而导致坝体开裂甚至危及坝体安全的事例较为多见,温度控制问题已成为影响坝体施工速度和坝体安全的关键因素.埋设冷却水管是混凝土坝人工冷却的一个有效手段,可以实现削减初期温度峰值、减少混凝土温度降至稳定温度的时间的作用.因此,研究冷却水管对高混凝土坝施工过程温度场的影响具有十分重要的工程意义.本文在前人研究的基础上,以ANSYS为平台,以APDL开发语言为工具自行编制了混凝土浇筑过程非稳定温度场的计算程序,验证了程序的准确性,进而以该程序为工具,以龙滩碾压混凝土重力坝浇筑过程为实例,针对天然冷却和有人工冷却措施两种工况进行了温度仿真分析,并研究了大坝浇注完毕后坝体温度场与正常蓄水位下的水荷载耦合作用的应力场分布规律,通过两种工况研究结果对比,分析了人工冷却措施对大坝安全性的影响,得出了一些有益的结论.     

地震作用下混凝土坝孔口应力分析的动力子模型法

地震作用下混凝土坝泄水建筑物的安全至关重要,但混凝土坝孔口处应力梯度变化较大,常规分析方法一般难以满足精度要求.静力分析中通常采用子模型方法将其从整体大坝中分离出来进行二次分析.本文将其推广到动力分析中,并用数值算例证明动力子模型方法的正确性和有效性.该方法为混凝土坝孔口抗震设计提供一种便捷有效的分析手段.     

有渗透水作用时混凝土坝的实测应力分析

混凝土坝的应力、应变监测是大坝安全监测的项目之一,大坝坝踵是应力、应变最敏感的重点部位。借助于多孔材料弹性力学的分析,对埋设于混凝土坝中的应力计和应变计实测应力、应变中的构成成分进行了研究,指出了应力计实测应力中包含有作用于混凝土骨架的有效应力和部分孔隙水压力;埋设在建基面和接缝面上的应力计,其孔隙水压力为全水头扬压力。同样埋设在坝体混凝土中的应变计,实测应变中则仅包含有效应力应变,而没有因孔隙水压力产生的变形分量,为正确应用混凝土坝应力、应变监测成果评估大坝安全性状提供了理论依据。     

日本的碾压混凝土坝技术

本文介绍日本最近的碾压混凝土坝技术基本情况，包括日本碾压混凝土坝筑坝工法，大坝断面设计，碾压混凝土坝混凝土配比、施工工艺、温控以及当前世界上最高的宫濑碾压混凝土坝（坝高１５５ｍ）工程进展情况。     

特约文章：高混凝土坝长期变形特性计算模型及监控方法研究进展

The total number, maximum height and engineering scale of concrete dams in China rank the first in the world, and their long-term safety is a focus of public attention. Deformation is a comprehensive performance of concrete dam structures, especially the long-term deformation, a key index for evaluation of the structure behaviors, health status, and their evolution of a dam in long-term service. This paper summarizes the state of arts in creep calculation models for dam concrete and foundation rock and in the methods and models for safety monitoring and early warning of high concrete dam long-term deformation, based on analysis of the latest construction of concrete dams in China and concrete dam failures caused by long-term dam deformation. To ensure the safety of concrete dams in long-term service, future studies should focus on three issues: evolution of structure performances under the coupling effect of multi-factors, long-term structure deformation behaviors under the coupling effect of multi-fields, and evaluation of performance improvement under reinforcement measures.     

混凝土坝变形的长期预测模型与应用

变形预测对混凝土坝的安全运行和风险管控意义重大,针对现有方法难以实现长期精准预测并且建模困难等问题,采用多元回归（MR）模型将变形序列分解为水压、温度、时效和余项分量,引入季节差分自回归移动平均（SARIMA）模型对余项中的非稳定不规则信号进行信息挖掘,以此建立混凝土坝变形的长期预测模型。实例分析表明,该模型相对简单易行,具有较好的精度和稳定性,在具备长期观测资料且观测精度较高的具有周期性和趋势性的混凝土大坝变形的长期预测中具有一定的工程应用价值。     

特约文章：世界高坝研究及其未来发展趋势

本文阐述了世界高坝发展历史、现状、高坝作用及未来建设和运行所面临的问题与挑战。针对高坝在流域尺度下需要解决的重大关键技术课题,分析提出了合理高度、安全标准、评价方法、多源信息融合、智能健康诊断及高坝永续利用等方面的发展趋势。从工程、社会和环境及流域综合效益等方面考虑,未来特高坝最大可接受的合理高度为300 m级,提高安全标准将是必然趋势。安全评价方法将是定值分析与风险分析的融合发展。正向仿真模拟、信息化反馈分析、风险链辨识、失事路径分析将为高坝安全性评价和安全管理决策提供有效手段。建立健全风险分级防控和隐患排查治理体系,开展高坝状态监测、健康诊断、缺陷修复、泥沙治理,维护大坝健康是实现流域高坝安全“双重预防”的重要保证,有利于高坝长期稳定安全永续利用。     

高混凝土坝抗震安全风险评估框架

我国水能资源丰富的西南地区属于强震多发区,因此高坝的抗震安全性受到广泛关注。本文建议了高混凝土坝抗震安全风险评估的框架,由坝址地震危险性、大坝地震易损性、地震破坏损失和抗震安全风险等级等四部分组成。首先,将高坝地震破坏划分为基本完好、轻微-中等破坏、严重破坏和溃坝四个等级。然后,针对每个破坏等级分析了相对应的生命损失、社会环境影响和经济损失评估方法。最后,采用国际上广泛应用的F-N曲线和ALARP准则,基于高混凝土坝地震破坏引起的各项损失风险水平的不同组合,其抗震安全风险可以划分为低、中等、高、极高四个等级。     

高拱坝极限抗震能力研究之挑战

我国西南地区在建和拟建的多座高拱坝抗震安全问题十分突出,大坝抗震安全是我国西部大开发战略中水利水电建设工程无法避让和必须面对的严重挑战,研究拱坝系统极限抗震能力是确保地震时不发生库水失控下泄的关键课题之一。拱坝系统极限抗震能力的研究包括数值模型方法和物理模型动力试验方法。在实际拱坝震害资料匮乏的情况下,物理模型与数值模型两种研究途径的成果,相互验证、相互补充,进而对拱坝系统极限抗震能力获得更加全面、更加完整的认知。拱坝系统振动台动力模型破坏试验是对十分稀少的实际强震条件下拱坝系统地震响应观测资料的重要补充,从而为探索拱坝系统在地震作用下的损伤发生、发展规律,为研究拱坝系统极限抗震能力提供重要依据。     

混凝土坝施工文档实体知识智能挖掘方法

混凝土坝施工信息多以文档文本的形式呈现,其体量大、分布广、内在关系复杂,人工操作难以准确、高效地提取信息知识内容,理清错综复杂的施工信息关系。在自然语言处理技术中,命名实体是文本信息知识的载体,实现精确快速的实体识别是施工知识挖掘的重要前提。本文提出一种融合深度学习与关联规则技术的混凝土坝施工文档知识智能识别及挖掘分析方法。该方法耦合双向长短期记忆神经网络（bi-directional long-short term memory,Bi-LSTM）与条件随机场（conditional random field,CRF）,定义混凝土坝施工实体类型,构建命名实体识别模型,形成混凝土坝施工实体知识集合;在此基础上,考虑施工文本表达规律及实体类型,预定义实体之间关系,确定施工实体组合形式,形成实体关联规则提取技术;以实体关联规则提取技术为导向,改进Apriori算法计算频繁项集,获得实体间的强关联规则。该方法应用于实际混凝土坝施工监理周报中,经过计算得到命名实体识别的精确率为86.42%,验证了该方法的准确性。利用改进Apriori算法分析实体间的关联规则,证明了改进算法的优势,有助于提升混凝土坝施工文档知识分析的智能化与精细化水平。     

土工膜面板堆石坝设计方法与实践探讨

从土工膜材料应用发展历史,探讨了建筑结构防水与水工结构防渗的区别,提出了借鉴、分析、探索、创新以土工膜作为主防渗的土工膜面板坝。通过工程实例分析了今后的发展趋势,指出以土工膜作为坝面主要防渗材料的土工膜面板防渗形式将成为今后面板堆石坝可以进行比较选择的防渗方式之一,甚至是面板堆石坝、碾压混凝土坝的主要替代型式。     

混凝土坝的数字监控——提高大坝监控水平的新途径

传统的大坝安全监控依靠人工巡视和仪器观测,仪器观测是重要的,但混凝土坝应力场十分复杂,仪器观测实际上不能给出混凝土坝的应力场和安全系数.作者在人工巡视和仪器监控之外,增加数字监控,利用反分析和全坝全过程仿真分析,在施工期可给出当时温度场和应力场,并可预报以后的温度场和应力场,如发现问题可及时采取对策;在运行期.可充分反映施工过程及运行中各项因素的影响,对大坝进行比较符合实际的安全评估,通过反分析,仪器观测资料在数字监控中也得到了充分利用.在目前的条件下,利用一台微机每周上机一次即可完成全部计算,运用方便,费用不多,效益显著.     

溪洛渡特高拱坝混凝土保温技术研究与应用

大坝混凝土裂缝多为表面裂缝,深层裂缝和贯穿裂缝也多由此发展而成,加强表面保温是有效防止混凝土表面裂缝的重要措施。溪洛渡特高拱坝建设过程中,通过技术标准确定、仿真模拟研究、施工方案优化、标准工艺建设等系统性保温技术研究,提出了适应特高拱坝表面防裂需要的大坝混凝土个性化、精细化全坝保温工艺要求,经现场全方位实时监测和质量检查,溪洛渡拱坝混凝土保温实施效果明显,有效控制了大坝混凝土表面开裂的风险。     

金沙江下游水电站数字混凝土研究与应用

针对我国高混凝土坝建设“安全、高质、高效、经济、绿色”的目标,本文首先将数据驱动和机理驱动相结合,提出了融合信息与机理的数字混凝土技术,探讨了国内外已有数字混凝土理论的区别,建立了混凝土材料的数字孪生体;其次,根据数字混凝土架构从智能分析数据库、骨料生成与投放和水化动力特性赋能角度展开论述,诠释了数字混凝土构建与赋能过程,并回顾各种赋能技术的研究进展;随后,依托金沙江下游溪洛渡、向家坝和乌东德高混凝土坝,从数据抢救、高掺粉煤灰联合筑坝技术、低热水泥筑坝技术阐述数字混凝土的应用探索;最后对技术难点和应用前景进行总结。本文所提出的数字混凝土是混凝土材料另一个维度上的再现,能够联系纳-微-细-宏观角度结构性能演化机理进行跨尺度联动分析,从材料层次为大坝智能建设提供可靠的数据支撑和决策依据。