基于FOA法搜索危险滑动面的三维极限平衡分析

针对三维极限平衡法分析边坡稳定时不能搜索最危险滑动面的问题,以索风营水电站Dr2危岩体加固工程为研究对象,采用果蝇优化算法搜索危岩体的滑动面,采用改进的三维极限平衡法对危岩体进行抗震稳定计算,提出基于果蝇优化算法的危岩体危险滑动面搜索方法,并分析了危岩体各种加固措施对稳定的贡献度。结果表明:加固后的危岩体在地震工况下可以维持稳定,其中泥岩灌浆对稳定的贡献最大,顶部锚索贡献最小。该方法弥补了传统极限平衡法无法所搜滑动面的缺陷,提高了边坡失稳的预测精度,可为类似工程提供一定的参考。     

基于改进鲸鱼优化算法的重力坝变形参数反演

针对利用位移实测资料对大坝坝体和基岩的变形力学参数进行优化反演时存在效率低、精度差等问题,通过对鲸鱼优化算法进行并行化改进,并引入权重因子,结合有限元计算,提出一种基于改进鲸鱼优化算法的力学参数反演方法。利用该方法对某混凝土重力坝坝体和基岩弹性模量进行反演,并与粒子群算法的反演结果进行比较。结果表明:在相同迭代次数的情况下,改进的鲸鱼优化算法比粒子群算法耗时更少,且反演得到的坝体、基岩力学参数比粒子群算法得到的更为准确。表明利用多核处理器对该方法进行并行计算,可大幅度缩短计算时间。基于改进鲸鱼优化算法的力学参数反演方法具有搜索能力强、收敛速度快和精度高等特点,合理可行,可推广应用于混凝土拱坝等其他坝型的力学参数反演。     

基于细菌觅食优化算法的岩体压缩流变参数反演

为探索细菌觅食优化算法(BFO算法)在岩土工程中的应用,以拟建的几江长江大桥北岸隧道锚方案岩土专项实验研究为背景,基于刚性承压板流变实验获得的基础数据,针对如何进行流变模型参数反演问题,利用BFO算法优化反演目标函数,获得了反演参数值,并将反演后的表面位移曲线与实测表面位移曲线进行了对比,结果两曲线基本吻合,表明利用广义开尔文模型和BFO算法反演出的模型参数能较好地反映岩体的压缩流变特性。该法用于岩体压缩流变参数的反演是有效的,其计算速度快,效率、精度高,也充分体现出该法用于岩体压缩流变参数反演的优越性和可行性,同时也为岩体流变参数的反演提供了一种有效途径和方法。     

玛尔挡水电站边坡岩体宏观力学参数优化反演及应用

裂隙岩体的变形、强度特性研究以及其力学参数的确定是岩土工程界、工程力学界最为关注的参考指标。在室内试验的基础上,考虑地应力与结构面尺寸、方向、连通率等因素情况下,采用分区分级方法对玛尔挡水电站边坡岩体的宏观力学参数进行优化反演,并将结果应用到三维有限元计算中。计算结果表明:模型采用反演所得宏观参数能够客观、合理反映出边坡整体的安全稳定状况。研究结果为相关参数反演与边坡稳定性研究提供了参考。     

川藏铁路工程破碎岩体力学参数取值研究

为研究破碎岩体的力学特性,获取准确的工程力学参数,利用川藏铁路某场址区的勘探平硐,基于工程岩体质量分级、现场岩体力学试验和现场模型试验反演分析等方法,对破碎岩体的力学特性及参数取值进行研究。结果表明：对于破碎岩体,基于工程岩体质量级别确定的岩体参数值可能存在一定偏差,在无现场试验数据时,应进行充分论证参考使用;现场岩体力学试验是获取岩体力学参数的主要手段,其参数成果更为准确、更具代表性;基于现场模型试验反演分析获取的岩体力学参数可反映岩体在工程环境下的综合性状特征,可作为现场岩体力学试验参数取值的补充和校验。在川藏铁路工程建设过程中,破碎岩体的力学参数应主要基于现场岩体力学试验,并结合工程地质条件和工程应用环境综合分析确定。     

岩体初始地应力场的粒子群优化反演及在FLAC(3D)中的实现

岩体初始地应力对于地下工程的稳定性和仿真计算都十分重要,了解工程区域中的岩体初始地应力大小和分布情况通常采用现场测量和反演计算相结合来实现。粒子群优化算法是一种很好的优化反演方法,具有算法简单、收敛较快、容易实现等特点;而FLAC(3D)适用于大多数工程力学问题,并得到了国内外广泛认可和应用,而且内嵌有FISH语言,容易进行二次开发。因此,在研究粒子群算法原理以及地应力反演方法的基础上,利用FISH语言研制了基于粒子群算法的岩体初始地应力反演程序,并对锦屏二级水电站岩体初始地应力进行反演研究。工程实例表明,在FLAC(3D)中运用粒子群算法对岩体地应力反演简单易行而且精度较高,反演结果可靠。     

锦屏电站岩体宏观力学参数的BP算法

合适的岩体宏观力学参数是解决实际工程中岩体力学问题的前提.该文以锦屏水利枢纽地下厂房岩体宏观力学参数变形模量为例,说明运用BP神经网络来计算岩体宏观力学参数的方法,从而为节理非线性岩体数值分析时力学参数的获得提供一种新的方法和思路.     

龙滩水电站左岸进水口边坡三维位移反分析

 以龙滩水电站左岸进水口边坡为例,采用正交设计、神经网络和遗传算法建立了力学参数的联合位移反分析模型,反演了边坡岩体的综合力学参数。进一步针对高边坡施工期的工程特点,利用显式有限差分法程序FLAC3D对进水口边坡施工过程进行了三维弹塑性仿真模拟。基于该反演参数的正分析计算结果表明,计算位移与监测位移趋势一致,量值吻合,所得参数是合理的。最后分析了开挖完成后边坡岩体的应力分布和变形规律,并对边坡的整体稳定性进行了评价。     

基于GRU-WPA法的重力坝地基力学参数反演分析方法

利用位移实测资料对大坝地基力学参数进行反演时,常规反演算法存在收敛速度慢、精度差等问题。基于GRU神经网络代理模型和狼群算法,提出了一种新的反演方法GRU-WPA法,该方法在保证计算精度情况下能提高计算效率。将此方法应用于某碾压重力坝工程中的地基力学参数的反演,以典型断面中测点的观测数据为依据,反演分析寻优得到地基弹性模量,同时将反演弹性模量的有限元计算位移与实测位移相比较以分析精度,并与常规粒子群算法的反演分析结果进行对比。计算结果表明,GRU-WPA法计算速度更快,反演弹性模量有限元计算位移与实际位移的整体误差更小,表明GRU-WPA法在大坝地基力学参数反演分析中具有良好应用效果。     

基于正交试验设计的边坡变形体强度参数反演分析

以某水电站进水口边坡为工程背景,基于正交设计原理,运用极限平衡理论和方法,以施工工况下规范规定的最低安全系数为反演目标,对变形体岩体强度参数进行反演分析,最后结合工程实际确定合理的变形体岩体强度参数。计算结果表明:运用上述方法反演的强度参数合理,能够更好地反映工程边坡的目前状态,为后续施工设计计算提供了较为可靠的计算依据。     

危岩体爆破参数敏感度分析及爆破振动安全判据

在爆破开挖施工过程中,产生的爆破地震波会对周边危岩体稳定产生不利影响。为分析爆破参数对倾倒式危岩体稳定性的影响,以白岩山隧道工程为例建立了工程地质模型并进行分析计算,提出了时程分析法的危岩体爆破振动安全判据及基于一维应力波理论的危岩体爆破振动判据的计算方法。分析结果表明：危岩体的动力稳定性安全系数受爆破最大单响药量和爆心距的影响,当危岩体尺寸超过了爆破地震波的波长时,则要考虑爆破振动频率衰减效应和相位差;经过对两种判据方法分析比较,建议白岩山隧道危岩区最大允许振速按照［V］=0.57 cm/s进行控制。研究成果对类似工程优化爆破和危岩区防震减灾具有重要参考价值。     

复杂滑带条件下的岩体 参数反演研究

结合1967年稚碧江唐古栋滑坡1 -1剖面模型,综合比较分析了相关岩体各工况下的稳定 性,确定了最危险工况,以极限平衡原理确定了最危险滑面下强度参数,并取其满足规范要求的最低 稳定性标准为反演目标。由于滑带可能穿越不同的岩层,反演过程中需要分别对不同岩层进行危险滑 带搜索,以确定未知岩层的力学参数。结果显示岩体参数反演在工程上具有较高的可靠性,可为实际 边坡工程提供重要的依据。     

西藏如美水电站裂隙岩体力学参数模拟反分析

针对现行裂隙岩体宏观力学参数选择与确定方法的研究进展和存在的局限性,结合室内岩石力学试验所得完整岩体和裂隙结构面的力学参数,采用裂隙岩体数值模拟等效计算方法,对西藏澜沧江如美水电站坝址区裂隙岩体进行了数值模拟计算,分析了裂隙岩体参数等效的影响因子,提出了一种裂隙岩体宏观力学参数三维模拟分析的新方法。     

基于VMD-XGBoost-GRU模型的危岩体变形预测

针对以往对危岩体监测数据前处理效果不佳的问题,提出了一种用于危岩体变形预测的VMD-XGBoost-GRU组合模型。该模型采用变分模态分解(VMD)和样本熵理论将危岩体变形数据分解成多个子序列,利用XGBoost算法提取重要的模型因子实现特征降维,通过门控循环单元(GRU)神经网络对危岩体变形进行预测。以某水电站右坝肩陡壁上的危岩体变形预测为例,将VMD-XGBoost-GRU组合模型与BP、GRU和VMD-XGBoost-BP 3种模型进行对比与分析,结果表明,VMD-XGBoost-GRU组合模型在危岩体变形预测方面具有较高精度,可为危岩体安全稳定状态评价提供技术依据。     

三峡永久船闸高边坡变形监测设计及成果分析

三峡永久船闸高边坡变形及稳定是船闸施工安全和运行正常的关键。在边坡开挖过程中有效观测岩体变形量,掌握岩体变形特性,进而分析预测岩体的变形趋势,对指导边坡开挖及动态设计,确保船闸后期施工和运行期的安全是至关重要的课题。变形监测的优化设计、成功实施及准确的监测成果是完成这个课题的重要保证。永久船闸监测设计遵照“突出重点,兼顾全局,统一规划,分期实施”的总原则进行,变形监测项目主要有表层岩体变形监测,深层岩体变形监测。永久船闸高边坡变形监测系统主要由水平和垂直位移监测网、监测点、倒垂线、引张线、伸缩仪等项目组成,通过三峡工程永久船闸变形监测的设计与实施,证实三峡永久船闸高边坡变形监测资料能正确反映岩体变形情况,为危险块体及岩体裂缝的处理及时提供了准确的监测数据,使施工措施和设计更完善。     

索风营水电站Dr2危岩体动力稳定分析

针对索风营水电站的Dr2危岩体在地震作用下的动力稳定问题,以及锚固洞、抗滑桩等加固措施在单独、联合作用时对整体稳定的贡献度问题,通过建立包含危岩体及其加固措施的三维有限元模型,采用振型分解反应谱法计算了危岩体上的滑体在地震作用下的惯性荷载,并将其作为外荷载与静力荷载工况进行组合。基于三维非线性有限元强度折减法,以特征点位移突变、锚固洞(或抗滑桩)截面最大剪力超过其典型截面的斜截面极限抗剪承载力等为失稳判据,以此确定危岩体的动力稳定安全系数。结果表明:天然状态下的危岩体动力稳定安全系数为1.017,不满足规范要求。单独考虑锚固洞或抗滑桩加固时,危岩体的动力稳定安全系数分别为1.10、1.06;洞桩联合加固时危岩体动力稳定安全系数为1.11,洞桩联合加固的效果较好。研究成果对同类复杂岩质高边坡的动力稳定分析具有参考价值。     

高陡边坡灌浆岩体变形模量测试及评价

现场原位变形试验能准确获取岩体的变形模量,是评价岩体灌浆加固效果的有效方法。我国西南山区山高谷深、地形险要,复杂的地形和气候条件使得在边坡表面开展原位变形试验极为困难。为此提出了高陡边坡原位变形试验与测量方法,分析了应力传递深度对变形试验结果的影响和温度变化引起的变形测量误差的计算公式。以某水电站高边坡为例,选择含平行结构面的不同质量岩体,对其灌浆前、灌浆后及强化灌浆后的变形模量进行测试,得到结论如下:①固结灌浆对高质量岩体变形模量的提高效果不明显,而低质量岩体在灌浆后、强化灌浆后变形模量可分别提高22%和38%;②结构面充填胶结后,会对两侧岩块变形起到约束作用,类似增加中间主应力提高岩体变形模量的效果,沿结构面走向方向的岩体变形模量也会明显提升。     

考虑软弱基座风化效应的望霞危岩崩塌机制分析

三峡库区巫山县望霞危岩属上硬下软的软弱基座型边坡。软弱基座为页岩,抗风化性弱,易形成一定深度的低强度强风化带,甚至出现凹腔。软弱基座的压缩变形,是造成危岩压缩-滑塌失稳的主要原因。首先对望霞危岩工程地质条件及变形破坏特征进行分析,然后采用离散元UDEC模拟研究了软弱基座风化深度对危岩变形破坏过程及机制的影响规律。研究发现:通过考虑软弱基座的风化效应能较好地再现危岩的失稳过程。根据风化深度及危岩变形破坏演化,将危岩变形失稳过程分为稳定、累积损伤、座落及折断四个阶段。     

水利水电工程岩石（体）力学试验与成果运用

欲使岩石（体）试验成果客观如实地反映工程岩体的力学特性，必须抓住影响和控制岩石（体）力学性质的主要因素，在熟知场区地质背景的基础上，选取有代表性的试样或试验点，并尽可能客观地再现工程岩体的受荷条件。岩石（体）试验成果的分析和运用，同样离不开对工程岩体所处地质背景进行充分细致的研究，同时要考虑建筑物对工程岩体的变形要求，并以此来确定岩体破坏的含义，最终提出具有一定安全余度的岩石（体）力学参数标准值。