闸室抗滑稳定的模糊随机可靠度分析

针对水闸观测数据偏少,水闸闸室稳定分析中出现的大量不确定因素等问题,在刚体极限平衡法的基础上,结合随机可靠度和模糊数学理论,对节制闸闸室抗滑稳定性模糊随机可靠度进行综合探讨。选取某水闸为例,考虑地基抗剪断参数的模糊随机性,对摩擦系数f、粘聚力c等模糊随机变量采用模糊截集,将闸室失稳状态和稳定状态之间的界限采用隶属度函数模糊化,考虑水平截集、参数负相关性、隶属函数的不同取值界限以及失效准则隶属函数选取对可靠指标的影响。对比计算结果可知,模糊可靠度更能真实反映闸室抗滑的稳定性,为闸室抗滑可靠性研究提供了一种新的方法。     

Slide软件在水闸渗流计算中的应用及分析

土质地基上水闸基底渗透压力计算对水闸的防渗排水设计较为关键,改进阻力系数法作为一种近似计算方法,由于精度较好已被推广采用,但地下轮廓复杂时计算过程十分繁琐,技术规范要求复杂土质地基上的重要水闸采用数值计算法求解。结合工程实例,采用Rocsciencee公司研发的Slide有限元软件对闸基渗流问题进行计算,并与改进阻力系数法和Autobank有限元分析法的计算成果进行对比,相同工况下3种计算结果表明:Slide软件可较好的解决水闸渗流计算问题,成果可靠、计算高效;数值计算法得到的渗透坡降较改进阻力系数法偏安全,获得的渗流要素更为全面、直观。     

重力坝坝基多斜面抗滑稳定模糊体系可靠度研究

以基岩具有多斜面、多滑移通道的某实际重力坝工程为例,基于刚体极限平衡法,采用模糊理论和几种典型的体系可靠度计算方法,研究其典型坝段的坝基深层抗滑稳定模糊体系可靠度,探讨模糊理论中隶属函数形式、隶属度以及隶属函数中关键参数的取值对可靠度计算结果的影响。研究结果表明,采取限制失效概率模糊界限比的方法可使计算结果更具有参考性,考虑模糊性的抗滑稳定可靠指标的下限较常规可靠度计算值偏小,这在重力坝坝基抗滑稳定分析中应引起重视。     

弱透水地基上水平铺盖对闸基渗流场的影响研究

利用饱和-非饱和、稳定-非稳定渗流场有限单元法,建立固定网格的某闸基渗流场计算模型,研究弱透水地基上铺盖的长度和厚度变化对闸基渗流场的影响,以及铺盖止水破坏和铺盖产生裂缝情况下的闸基渗流场。研究表明,在弱透水地基上,水平铺盖对闸基的防渗作用并不明显,在止水破坏或产生裂缝时,增加铺盖厚度反而会导致闸基渗流场形态恶化。建议在弱透水地基上,铺盖的设置只要满足表面防冲要求即可,据此可对水闸设计规范中的相应条文作进一步细化和改进。     

水闸闸室稳定结构体系可靠度探讨

水闸闸室结构最主要的失稳模式是滑动失稳、强度不够失稳和闸室上浮失稳.本文为了分析水闸闸室稳定性的结构体系失效概率,首先分别建立水闸闸室结构抗滑稳定性和应力强度稳定性以及抗闸空上浮的功能函数.然后利用结构可靠度分析一次二阶矩法中的验算点法分别对三种失效模式进行计算,得出四个相应的可靠度指标.将三种失稳模式视为串联系统,由界限区间法计算结构体系可靠度指标,最后由结构体系可靠度指标计算出水闸闸室稳定性的结构体系失效概率.     

水闸底板测压管水位"异常"变化影响因素研究

水闸底板测压管水位观测值与理论值存在一定的偏差,呈现"异常"现象。调研江苏省三河闸、嶂山闸等6座水闸,基于已有水闸渗流研究成果和实测数据,对比分析影响测压管观测数据准确性以及水位变化的闸基土质、温度场、工程运行等因素,分析扬压力与水闸沉降变化的相关性。较壤土、砂土地基,黏性土基水闸测压管水位变化影响因素更为复杂,受上下游水头差、底板轮廓线、闸基土质、温度场、工程运行等综合因素影响。水闸底板测压管水位与沉降关系密切,测压管水位偏高引起的水闸底板上浮问题应引起注意,相关研究对分析水闸底板测压管水位变化规律具有参考作用。     

某水电站泄洪冲砂闸基础渗流分析

某水电站拦河枢纽工程泄洪建筑物为三孔敞开式泄洪冲砂闸，为了观测闸室基础渗流情况，在闸基沿水流方向埋设了5支渗压计，工程蓄水后闸基各渗压计的观测值持续增大。为了验证闸基渗流对实际工程安全的影响，通过收集该工程地质及基础处理相关资料，利用国产有限元分析软件AutoBank对泄洪闸建立了二维渗流有限元计算模型，对水闸基础渗流进行了理论计算，并对闸基础渗压计自安装后的实际观测资料进行分析，得到闸基各监测点渗流相对于闸前水位的时间滞后效应、扬压力折减系数以及实测扬压力分布情况，综合相关计算成果对闸基做出了渗透稳定评价。分析成果对该工程今后的实际运行管理有一定的指导意义，对同类型工程设计具有一定的参考价值。     

内河高桩码头横向排架构件的模糊可靠度计算方法

针对在分析结构可靠度影响因素中随机性与模糊性的问题,引入模糊数学的理论,同时考虑相关影响因素,利用AHP-模糊二级综合评判法计算考虑抗力和荷载效应的模糊状态约束水平值,结合验算点法计算结构构件的模糊可靠度指标区间,对横向排架结构构件进行模糊可靠度分析。结果表明:AHP-模糊综合评判法可确定构件抗力与弯矩效应统计参数的模糊程度,可靠度指标对荷载效应的变化更为敏感,从而对横向排架构件的模糊可靠度指标区间进行计算,研究模糊可靠度计算方法在工程中具有一定的实际应用意义。     

黄河下游水闸系统可靠性评价模型在赵口引黄闸工程中的应用

黄河下游水闸系统可靠性评价模型从安全性、适用性、耐久性三个方面综合考虑了影响水闸系统可靠性的各种评价指标,并且规定了相关指标的评分准则和取值标准。该模型最终评判类别的划分与水闸安全鉴定规定中对水闸安全类别评定标准的规定相统一。在现场安全检测和复核计算工作基础上,采用该模型对黄河下游赵口引黄闸进行了可靠性评价。评价结果与赵口引黄闸安全鉴定结论一致,可以为水闸工程维修、加固、改建或重建提供依据。     

数值计算优化选取邵仙套闸地下连续墙深度

水闸是水利工程建设中广泛应用的一种水工建筑物,地基渗流控制不当会导致水闸发生渗流事故和破坏。该文采用有限元法数值计算软件计算邵仙套闸闸基渗流数值,并在同一水位组合下选取6种不同地下连续墙深度,选取闸基轮廓上的特殊点为代表点,从水头改变量大小、地下连续墙性价比高低等方面进行综合比较,得出经济合理的地下连续墙深度。     

基于模态柔度的软基水闸底板脱空范围识别

软土地基上的水闸极易出现地基不均匀沉降、渗透变形等问题,进而诱发水闸底板脱空等灾害,现有的软基水闸底板脱空动力学诊断方法虽能识别脱空范围,但由于采用的基本模态参数（固有频率和测点振型系数）对水闸底板脱空的敏感性还需进一步提高,因此探究不同模态参数及其衍生量对水闸底板脱空的影响规律,确定更为灵敏的水闸底板脱空动力学敏感特征量具有重要意义。以对结构损伤更敏感的模态柔度作为水闸底板脱空动力学敏感特征量,建立了水闸底板脱空描述数学模型,并以各测点前两阶模态柔度变化率,改进了水闸底板脱空控制参数与模态参数（模态柔度）之间的响应面数学代理模型,将水闸有限元模型相应工况下的模态参数（模态柔度）与响应面数学模型计算模态参数（模态柔度）的相对偏差作为目标函数,将水闸底板脱空参数反演转化为目标函数的求解。以3种典型水闸底板脱空工况为例进行了验证,脱空反演结果与实际脱空范围的相对误差显著减小。模型提高了水闸底板脱空反演的精度,为软基水闸底板脱空检测和诊断提供了一种可靠的方法。     

土基上闸室抗滑稳定承载能力极限状态与分项系数套改研究

目前水闸工程结构设计所采用的设计准则仍为单一安全系数法,该方法不能定量、科学地反映水闸工程的可靠性。遵照《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199-94),在查阅了国内外大量相关文献资料基础上,主要进行了土基上水闸抗力参数统计特征,闸室抗滑稳定承载力极限状态表达式的提炼以及分项系数的研究,首次较系统地提出了土基上闸室抗滑稳定的承载能力极限状态表达式及分项系数(套改),并以四川省七座水闸工程予以检验其合理性。     

基于蒙特卡洛法的滑坡稳定性二元指标评价研究

土体抗剪强度参数(c和φ)统计特性、库水位升降及降雨耦合下对滑坡可靠性的影响较大,而目前研究不足。通过蒙特卡洛模拟开展了白水河滑坡不同土性参数变异系数、相关系数组合下库水位升降及降雨的稳定性计算,得出了最不利组合下的安全系数可靠值。结果表明:滑坡失效概率随土体抗剪强度(c和φ)相关系数增大而减小。不考虑相关性容易引起对滑坡可靠性偏保守的估计,库水位上升、库水位下降和降雨三种工况下滑坡失效概率最大值分别为考虑相关时最小值的1. 7倍、31倍和29. 5倍。相同库水位变化速率下,库水位下降比上升时的失效概率显著增大。两种工况下最大失效概率分别为38. 81%和17. 94%。库水位下降叠加降雨时滑坡稳定性最差,安全系数可靠值为0. 67,c、φ变异系数均取0. 5,不考虑相关性为其参数最不利组合;中值安全系数分析滑坡稳定性时偏高,二元指标体系评价滑坡的稳定性更符合实际。     

新疆叶尔羌河流域中游渠首水闸基础处理试验研究

新疆叶尔羌河流域位于塔里木盆地的西缘,其中游渠首水闸地基主要持力层为粉细砂,结构为松散稍密、弱中等透水地层,存在地震液化、地基承载力较低、渗透稳定等问题。设计采用C20F150W6钢筋砼灌注桩、高压旋喷桩、振冲碎石桩及钢性C20F150W6砼防渗墙等多种形式相结合的方式处理水闸地基。为进一步论证设计的合理性及施工的可行性,针对粉细砂地层水闸地基基础处理进行了试验研究,进一步验证或确定了各种基础处理的技术指标,选择了合理的施工工艺及施工参数,从而为设计、施工提供了可靠依据,并起到了优化设计的作用。     

邵仙套闸闸基渗流分析

在水闸设计和运行管理中,闸基渗流计算往往占有重要的位置.现分别采用改进阻力系数法和基于有限元法的Gei-Slope计算软件,计算了5种不同上下游水位组合的邵仙套闸闸基渗流,依据现场观测结果和计算结果,对改进阻力系数法和数值计算方法的计算精度进行了比较分析.该成果对邵仙套闸工程今后的运行管理有一定的实际指导意义,对今后同类型工程的设计也有一定的参考价值.     

Stochastic back analysis of permeability coefficient using generalized Bayesian method

Owing to the fact that the conventional deterministic back analysis of the permeability coefficient cannot reflect the uncertainties of parameters, including the hydraulic head at the boundary, the permeability coefficient and measured hydraulic head, a stochastic back analysis taking consideration of uncertainties of parameters was performed using the generalized Bayesian method. Based on the stochastic finite element method （SFEM） for a seepage field, the variable metric algorithm and the generalized Bayesian method, formulas for stochastic back analysis of the permeability coefficient were derived. A case study of seepage analysis of a sluice foundation was performed to illustrate the proposed method. The results indicate that, with the generalized Bayesian method that considers the uncertainties of measured hydraulic head, the permeability coefficient and the hydraulic head at the boundary, both the mean and standard deviation of the permeability coefficient can be obtained and the standard deviation is less than that obtained by the conventional Bayesian method. Therefore, the present method is valid and applicable.     

在役钢筋混凝土渡槽时变模糊可靠度分析

为了更合理地评价渡槽结构在使用过程中安全性能随时间变化的情况,基于在役钢筋混凝土渡槽结构,考虑时间因素,并考虑混凝土碳化引起结构耐久性下降因素的随机性与模糊性,以渡槽结构混凝土碳化深度为基本控制参数,利用一次二阶矩法,建立了混凝土碳化深度随时间变化的时变模糊可靠度模型,运用MATLAB编制相应的程序,针对工程实例进行计算分析。计算结果表明:考虑时间因素,可以较好地反映渡槽结构随时间变化的动态可靠性指标,便于更加准确地掌握渡槽的检修时间;在以时间为因素的基础上,考虑变量的随机性与模糊性所得到的解比经典可靠度解偏小,这与实际工程相符,更加接近于工程真实情况,可为工程设计和后期维修提供更多的参考信息。     

水闸改进阻力系数法的电算方法

闸基渗流是水闸设计的一个重要内容。对于闸基的防渗设计 ,《水闸设计规范》(SL2 6 5 - 2 0 0 1)推荐采用改进阻力系数法或流网法进行防渗计算。根据改进阻力系数法的计算原理 ,提出用电算方法进行渗流计算 ,给出了编程的步骤和框图。通过算例 ,说明采用电算方法进行计算的结果精度高、计算方便 ,值得在工程应用中推荐     

基于横波冲击映像法的水闸底板脱空缺陷检测

某水利枢纽下游侧存在渗水、冒水等严重问题,采用横波冲击映像法对进水闸底板与基础围岩脱空情况进行探查,结果表明该法不受水和钢筋网等因素干扰,为修补加固设计方案提供可靠基础资料。文中阐述了检测方法原理、设备及检测过程,给出了数据处理流程,通过数值模拟制定脱空标准,完成闸底板脱空缺陷分布图。检测结论:(1)水闸底板存在脱空,部分底板脱空区形成渗漏通道,造成下游侧涌水;(2)脱空率大于20%的闸底板,需要及时进行灌浆处理,中等程度脱空的闸底板,还需做进一步探查,其他的脱空不严重水闸底板无需处理;(3)建议对水闸进行垂直变形和水平变形监控,严格控制最高运行水位,防范水闸塌陷和下滑。横波冲击映像法为类似工程缺陷问题的探查提供了借鉴。