基于因子融合的混凝土面板堆石坝变形预测模型

混凝土面板堆石坝变形测值具有高度的非线性和复杂性，变形影响因素众多且因素间存在多重共线性。针对此类坝型的变形预测分析问题，本文提出一种基于因子融合的混凝土面板堆石坝变形预测模型。首先，利用变分模态分解对变形时间序列进行分解，有效降低变形时间序列的复杂程度，提升特征提取效果。随后，借助偏最小二乘回归对变形影响因子进行降维融合，降低自变量间多重共线性对构建模型的影响，提高模型可解释性。最后，通过一维卷积网络融合门控循环单元神经网络对子序列进行重构预测。根据实际工程分析结果，本模型可以在效率和精度上有效提升混凝土面板堆石坝变形预测效果，对类似坝型的变形监测分析具有一定的参考意义。     

中国的混凝土面板堆石坝

中国的混凝土面板堆石坝蒋国澄（水利水电科学研究院）一、概述中国最早的混凝土面板堆石坝是猫跳河Ｍ级百花水电站大坝，高４８．７ｍ，１９６６年建成。其特点是抛填式堆石，坝轴线上游有一厚层干砌石作为面板垫层，上游坝坡１：０．６。以后还修建过南山、三渡溪等这种...     

Hardfill坝结构特性分析

Hardfill坝是一种新坝型,这种新坝型的基本特点是:梯形剖面,上游设防渗层,筑坝材料采用一种称为hardfill的低强度材料。本文运用有限元法,以重力坝作为参照,计算分析了梯形的hardfill坝在各种荷载情况下的坝体应力和变形特点。计算结果反映出hardfill坝在各种荷载工况下都有较好的工作性能,整体应力水平低,安全性较重力坝有很大的提高。通过经济比较,得出hardfill坝的成本比碾压混凝土坝和面板堆石坝低。Hardfill坝是一种安全、经济的坝型。     

西龙池下库沥青混凝土面板堆石坝的应力变形分析

西龙池抽水蓄能电站下库大坝为沥青混凝土面板堆石坝，坝址地质地形条件复杂。本文采用沈珠江双屈服面模型和Burgers粘弹性模型分别模拟堆石材料和沥青混凝土材料的应力应变关系，对该坝进行二维及三维应力变形有限元分析。计算结果较合理地揭示该坝在施工和蓄水过程中的受力和变形性状。本文对面板计算参数进行了敏感性分析，重点研究覆盖层不均匀沉降对面板变形的影响，并对改善面板变形情况的工程措施进行了模拟计算和可行性分析。     

软弱岩体对西龙池上库1#副坝应力变形的影响分析

西龙池抽水蓄能电站上库1#副坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝址地质地形复杂,有软弱岩层出露。本文采用E-B模型和Bursers粘弹性模型分别模拟堆石材料和沥青混凝土材料的应力应变关系,对该坝进行二维及三维应力变形有限元分析,计算结果较合理地揭示该坝在施工和蓄水过程中的受力和变形性状。本文对改善面板变形的两种软弱岩体开挖处理措施的效果作出了数值模拟和合理评价,为设计提供了参考。     

《混凝土面板堆石坝设计导则》简介

在《碾压式土石坝设计规范》(SDJ218—84)的条文中包括了混凝土面板堆石坝设计部分,将其归在人工防渗材料坝坝型类,并称为钢筋混凝土面板坝。但是近年来国内外修建的混凝土面板堆石坝日益增多,尤其是80年代以来,更取得了迅速发展,坝高也从一百米级向二百米级前进,为了满足该坝型发展的需要,也使其设计工作有所遵循,有必要编制专门的规范,     

300 m级高混凝土面板堆石坝坝体内部变形监测新思路

300 m级高混凝土面板堆石坝的安全监测设计有别于常规的面板堆石坝,面对近900m宽的坝体断面,其内部变形监测将是一个新的难题。文中简要阐述了高面板堆石坝内部变形监测的重要性,分析了常规面板堆石坝内水平位移监测方法的不足,提出并论证了应用碳纤维增强复合材料（CFRP）的串联杆式位移计作为水平位移监测方法的合理性和可能性,提出了采用微位移传感器代替微压传感器作为水管式沉降仪的自动化监测仪器,探讨了在高面板堆石坝沉降监测中采用横梁式沉降仪和水管式沉降仪的必要性,并指出这种组合布置是确保高面板堆石坝混凝土面板施工质量和安全运行的重要保障。重点论述了设置坝体横向和纵向监测廊道的必要性和可能性,纵向廊道对坝体内部变形监测带来的扩展,以及监测廊道对面板堆石坝坝体内部变形监测系统在施工期和未来的运行期可能带来的巨大收益。     

黄河公伯峡面板堆石坝三维湿化变形分析

本文以公伯峡混凝土面板堆石坝堆石料的三轴湿化试验和压缩湿化试验成果为依据，改进了沈珠江Cw-Dw湿化模型，在模型中考虑了周围压力对湿化体变的影响，在已有三维非线性应力应变分析程序TOSS3D中编制了三维湿化变形模块。在此基础上，研究了公伯峡面板堆石坝在稳定渗流和尾水位抬升条件下坝体的湿化变形，并进行了湿化模型参数的敏感性分析，研究了坝料的湿化变形对面板应力和变形的影响。     

砂砾石地基上面板堆石坝变形和应力性状分析北大核心CSCD

结合原型观测资料和数值方法分析和评价建于砂砾石地基上苗家坝面板堆石坝的变形和应力特性,进而总结砂砾石地基上面板堆石坝的行为特性并与典型大坝(修建于基岩上的面板堆石坝)结果进行对比分析。原型观测结果由大坝详细变形监测系统获得,覆盖大坝施工阶段、蓄水阶段和一年运行期。为了全面获得大坝施工期和运行期变形和应力特性,并对大坝长期变形进行预测,基于参数反演结果对大坝进行三维有限元分析。比较分析表明,大坝原型观测结果与数值计算结果吻合良好。苗家坝面板堆石坝变形和应力特性表现良好并趋于稳定。另外,对包括苗家坝在内的12个已建砂砾石地基上面板堆石坝实测变形进行了总结归纳分析并与典型大坝结果进行比较。结果表明,砂砾石地基对面板堆石坝行为特性具有显著影响,大坝沉降和面板挠度显著大于典型坝结果,且最大值位置呈现向下移动的趋势。     

水布垭超高混凝土面板堆石坝的运行性状

已建的清江水布垭面板堆石坝高达233m,是目前世界上最高的混凝土面板堆石坝.对堆石体采用"南水"双屈服面弹塑性模型,采用实际的坝料分区与填筑过程,根据施工期的坝体沉降曲线,对坝体填料的参数进行了反分析.在此基础上对大坝的应力与变形特性进行三维弹塑性数值仿真分析,模拟面板堆石坝的实际填筑过程和蓄水过程,对大坝的运行性状进行研究.研究结果表明:对于233m的超高混凝土面板堆石坝,正常运行期,坝体变形较大,不考虑堆石体流变时.坝体最大沉降为2.29m,最大水平向位移为58.5cm.面板最大挠度为72.9cm,顺坡向位移最大为6.4cm,顺坡向出现拉应力,最大值超过4.0MPa.面板竖缝的变形不超过10mm,周边缝的三向变形不超过20mm,均在止水结构可承受的范围内.     

砂砾石地基上面板堆石坝变形和应力性状分析

结合原型观测资料和数值方法分析和评价建于砂砾石地基上苗家坝面板堆石坝的变形和应力特性,进而总结砂砾石地基上面板堆石坝的行为特性并与典型大坝(修建于基岩上的面板堆石坝)结果进行对比分析。原型观测结果由大坝详细变形监测系统获得,覆盖大坝施工阶段、蓄水阶段和一年运行期。为了全面获得大坝施工期和运行期变形和应力特性,并对大坝长期变形进行预测,基于参数反演结果对大坝进行三维有限元分析。比较分析表明,大坝原型观测结果与数值计算结果吻合良好。苗家坝面板堆石坝变形和应力特性表现良好并趋于稳定。另外,对包括苗家坝在内的12个已建砂砾石地基上面板堆石坝实测变形进行了总结归纳分析并与典型大坝结果进行比较。结果表明,砂砾石地基对面板堆石坝行为特性具有显著影响,大坝沉降和面板挠度显著大于典型坝结果,且最大值位置呈现向下移动的趋势。     

张河湾水电站上水库沥青混凝土面板坝应力变形分析

张河湾抽水蓄能电站上水库为沥青混凝土面板堆石坝,本文采用邓肯E．B模型模拟堆石坝体,采用考虑流变的粘弹性模型模拟沥青混凝土面板,并考虑温度对模量的影响,进行有限元变形及应力计算分析。结果表明,由于坝高很小,而且库水压力通过坝轴线上游堆石传递至基岩,堆石体的变形较小。面板在转折部位出现拉应变,但仍在安全范围内,与瞬时变形相比,与时间相关的流变很小,可以忽略。     

混凝土面板堆石坝的堆石本构模型与应力变形分析

本文用三维非线性有限元详细分析了混凝土面板堆石坝的应力变形特性。着重研究了堆石体的本构关系,用修正邓肯E—v模型、邓肯E—B模型、内勒K—G模型作了应力、变形分析,得到坝体变形、周边接缝和竖向伸缩接缝变形、面板变形和应力等成果,与已建成面板堆石坝的观测资料作比较,认为邓肯E—B模型、内勒K—G模型计算成果与观测资料的规律相一致,而修正邓肯E—v模型计算得到蓄水后面板的挠度偏小,拉应力偏大。这种模型对混凝土面板堆石坝的有限元分析不适用。     

三板溪面板堆石坝面板裂缝成因分析

采用钢筋应力计、无应力计、应变计、温度计、裂缝计等监测仪器对三板溪混凝土面板堆石坝进行监测,研究三板溪混凝土面板堆石坝在施工期和运行期的应力、变形分布规律,分析混凝土面板产生结构性裂缝的可能原因。监测资料分析结果表明:导致面板水平施工缝挤压破损的直接原因是面板水平缝缝面压应力过大和结构上的缺陷;从外部运行环境看,首次蓄水水位上升过快引起大坝变形速率过大,面板偏心受压,最终导致面板水平缝挤压破损。     

采用挤压式边墙结构的面板堆石坝的动力反应分析

本文通过数值模拟方法研究采用挤压式边墙结构的面板堆石坝的地震动力反应;选取沈珠江等效粘弹性动力模型及其残余变形模式模拟坝料的动力特性,通过挤压式边墙概化数值模型描述挤压式边墙结构的静动力特性,对高烈度条件下采用挤压式边墙结构的公伯峡面板堆石坝进行了地震动力反应分析;计算了这一采用新型结构的大坝的坝体和面板的动力响应,包括坝体的动变形和残余变形、面板的应力变形和周边缝变位情况等。     

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。     

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。     

水布垭超高混凝土面板堆石坝的长期变形特性

高应力下堆石料具有显著的流变特性,堆石料流变常对高面板堆石坝的安全运行造成影响.基于大坝完建期变形反分析所得的坝体填料参数,采用一种新的能模拟高压下堆石料流变特性的幂函数流变模型,对目前世界同类坝最高的水布垭面板堆石坝进行了三维流变分析,研究了蓄水后大坝的长期应力与变形特征.研究结果表明:考虑堆石料流变后,坝体变形有明显的增加;面板法向应力基本无变化,顺坡向拉应力范围及量值均减小,压应力增大,坝轴向拉应力和压应力均增加;面板法向位移(挠度)分布规律不变,量值增加,顺坡向位移等值线形态发生变化,坝轴向位移增加;面板坚缝和周边缝的变形均有所增大.     

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。     

白溪面板堆石坝沉降监测资料统计分析

根据面板堆石坝的变形特性和原理，采用分段拟合法，以2条不同的回归曲线分别拟合面板堆石坝施工期、运行期的沉降，建立相应的统计分析模型;根据白溪面板堆石坝垂直位移实测数据，以单纯形法和线性回归两步交叉进行统计回归分析，取得了较高精度的结果。综合分析认为，白溪面板堆石坝累计沉降量相对较小，垂直位移变形基本收敛趋于稳定。