离散卡尔曼滤波法在滑坡变形预测中的应用

讨论了树坪滑坡的基本特征及其形成机制,介绍该滑坡的监测系统。变形监测表明树坪滑坡的变形主要与滑坡体的地形地貌及土层结构有关,而大气降雨及三峡水库库水位的影响是导致树坪滑坡产生变形的外界因素。使用泰勒级数建立滑坡变形与时间的函数关系,并将泰勒级数的余项及时间变化的2次方及3次方的系数变化量看作数学期望为零的动态噪声,建立卡尔曼滤波模型,应用于滑坡变形的预测预报。算例计算结果表明卡尔曼滤波模型的拟合效果和预测效果良好。     

综合图形权值法在滑坡变形预测中的应用研究

为提高滑坡变形的预测精度,首先采用卡尔曼滤波对滑坡的变形数据进行去噪处理,分离出趋势项和误差项,再利用多种单项预测模型对趋势项进行预测,最后利用综合图形法确定组合权值,实现趋势项的组合预测;其次,利用神经网络模型对误差项进行预测,进而得到滑坡变形的预测值。结果表明:半参数卡尔曼滤波的效果最优,并通过组合预测有效地提高了预测精度,达到了对滑坡变形高精度及高稳定性预测的目的,验证了该预测模型的可行性和有效性。     

基于多种优化支持向量机及V/S分析法的隧道变形预测及趋势判断

隧道变形具有明显的非线性特征,为实现其准确预测,基于卡尔曼滤波和多种优化的支持向量机模型对隧道变形进行预测,以探讨不同预测模型的适用性,并进一步进行组合预测;同时,利用V/S分析法计算变形序列的Hurst指数,以判断隧道的变形趋势,并与预测结果进行对比,综合判断隧道的变形规律。结果表明:最小二乘支持向量机的优化效果最好,且预测隧道后4个周期均为增长变形;同时,变形序列和速率序列V/S分析的Hurst指数分别为0.845和0.602,均>0.5,得出隧道后期变形呈持续增长趋势,与预测分析一致,验证了思路的有效性。     

基于混合注意力机制和深度学习的大坝变形预测模型

为深度挖掘时序数据中前后信息的动态相关性,探究大坝变形的内在影响机理,有效提高模型预测精度,构建了一种基于混合注意力机制与鲸鱼优化算法(WOA)的双向门控循环网络(BiGRU)预测模型。模型利用WOA对BiGRU进行超参数寻优以有效挖掘变形数据在时间维度的深层信息,并引入融合特征注意力(FATT)和时间注意力(TATT)的混合注意力机制计算各影响因子的贡献率,使模型可视化并提高模型捕捉环境因素动态变化的能力。以某高拱坝为例,将该模型预测结果与多种常用模型预测结果进行对比分析,结果表明该模型预测精度显著提升,贡献率计算符合大坝变形研究成果,验证了模型在大坝变形预测中的优越性与合理性。     

基于尖点突变理论的高层建筑沉降变形预测分析

为建立一个全面且系统的高层建筑变形预测模型,本文首先利用卡尔曼滤波对变形数据进行去噪处理,分离出趋势项和误差项,再利用GA-BP模型和LS-GM(1,1)模型对趋势项进行预测,并通过组合得到趋势项预测值;其次,利用马尔科夫链对累计误差序列的进行修正,进一步提高预测精度;最后,利用尖点突变理论对高层建筑的稳定性进行评价,以验证预测模型的有效性。结果表明:半参数型卡尔曼滤波具有较好的滤波效果,且在趋势项的预测过程中,通过对BP神经网络的优化将平均预测精度由4.02%提高到了2.44%,而优化GM(1,1)模型则将平均预测精度由4.29%提高到了2.76%,说明本文的优化方法切实可行。通过误差修正,验证样本中的最大相对误差仅为1.63%,说明误差修正模型达到了进一步提高预测精度的目的,尖点突变理论的分析结果与预测结果相符,均得出高层建筑处于稳定状态,其后期变形将会持续减弱。     

顾及多个因子的卡尔曼滤波法在大坝变形分析中的应用

首先建立大坝变形与时间相关关系的变形模型，从中找出变形与时间相关关系的最佳变形模型；然后考虑到库水位和温度对大坝变形的影响，建立变形与时间、水位、温度相关关系的变形模型；最后将变形与时间、水位、温度相关关系的变形模型的模型参数作为状态向量，用卡尔曼滤波法进行大坝变形分析。实例计算表明这种建模方法效果较好。     

卡尔曼滤波-AR模型在大坝变形预测中的应用

基于某大坝拱冠梁处坝基2007年5月至2009年4月每月的水平位移观测数据,首先用卡尔曼滤波对建模数据进行处理,然后基于处理后的数据建立AR 4阶模型,利用卡尔曼滤波-AR模型对2007年9月至2009年4月每月的水平位移进行递推预报,并与实测值进行了对比。结果表明:卡尔曼滤波-AR 4阶预测模型的预测值明显优于一般AR 4阶预测模型的,更接近于实测值,预测精确度更高,更适用于大坝变形趋势的预测。     

基于卡尔曼滤波模型的时用水量预测

针对时用水量存在周期性特点,引入季节因子,鉴于时用水量是非线性非平稳系统,而采用卡尔曼滤波季节模型对时用水量进行模拟.以杭州市实测用水量为例,分别采用卡尔曼滤波模型和卡尔曼滤波季节模型进行时用水量预测,结果表明,季节模型预测精度相对较高,且预测误差相对稳定,较卡尔曼滤波常规模型更具有实用性.     

基于模型筛选法的卡尔曼滤波法在大坝变形分析中的应用

以模型筛选法为基础，将筛选出的变形误差最小的模型的模型参数作为状态向量，用卡尔曼滤波法进行大坝变形分析，实例计算表明，这种方法能够提高模型的拟合及预报精度。     

坝料孔隙率对面板堆石坝应力变形的影响分析

本文以黄河公伯峡水电站面板堆石坝为计算模型,根据不同干密度的材料试验得到的参数,对堆石区不同干密度工况进行了计算,分析了坝料干密度对大坝应力变形的影响规律,可以为进一步的大坝变形反演分析和应力变形预测提供依据。     

天花板水电站碾压混凝土拱坝安全监测设计

天花板碾压混凝土双曲拱坝为坝高107m的薄拱坝,受力条件复杂,本文主要介绍了天花板水电站碾压混凝土拱坝安全监测设计的相关内容,相应设置的监测项目主要包括:环境量、变形、渗流、应力应变及温度、强震动监测等。     

卡尔曼滤波在尾矿坝变形GPS监测中的应用

为更好地提高尾矿坝变形监测精度、节约工程成本,将Kalman滤波技术和GPS一机多天线相结合,解决了卫星跟踪和抗干扰问题。在介绍GPS在水电大坝和尾矿坝具体应用情况的基础上,通过Kalman滤波在GPS中的应用数据分析,说明采用kalman滤波方法处理的GPS监测数据可显著提高数据精度。由于Kalman滤波技术实时更新,因此更适用于在线分析,对监测信息化具有重要意义,可以在水利工程监测中推广应用。     

碾压混凝土坝变形一级监控指标的拟定方法

针对碾压混凝土坝薄层碾压的结构特点，引入渗流场与应力场耦合的数学模型分析坝体在水荷载、温度荷载等作用下引起的弹性位移分量，采用粘弹性有限元计算坝体在水荷栽等作用下引起的时效位移分量，讨论碾压混凝土坝变形一级监控指标的拟定方法，并应用于实际工程。     

沙坝水电站碾压混凝土拱坝实测位移性态分析

本文介绍了贵州省沙坝水电站碾压混凝土双曲拱坝的变形监测布置情况,对工程下闸蓄水运行以来水平位移监测资料进行整理及多元线性回归分析,初步理清拱坝的整体变形规律和运行性态,为今后沙坝水电站大坝的安全运行管理提供参考。     

碾压混凝土高拱坝设计新方法

控制拱坝的裂缝是拱坝设计中必须认真解决的问题，而消除施工期水化热温升的不利影响，是碾压混凝土高拱坝设计中的关键。为此，结合沙牌碾压混凝土拱坝的设计研究及应用经验，提出了预制混凝土重力式模板成缝技术和碾压混凝土预埋高聚乙烯冷却水管降温技术为基础的碾压混凝土高拱坝设计新方法。这种方法适合碾压混凝土高拱坝特点，较好地解决了碾压混凝土高拱坝设计的关键问题，其设计思想明确，能使碾压混凝土高拱坝设计规范化、标准化。     

基于质量检测与安全监测数据的补强拱坝弹性模量反馈

针对施工期进行补强加固处理的高拱坝在长期服役后真实材料力学参数是否满足设计要求的问题,本文依托某施工期补强碾压混凝土拱坝工程,首先采用钻孔取芯、大坝弹性波CT及表面波法(SASW)和现场普查相结合的方法进行大坝混凝土质量检测;进而基于变形监测资料对拱坝的实测位移进行定性分析;然后通过建立径向位移统计模型进行定量分析;接...     

碾压混凝土拱坝的封拱温度与真实温度荷载研究

本文在对RCC混凝土拱坝封拱温度与温度荷载特点分析的基础上，用四座不同坝高的RCC拱坝分别以坝体多年平均温度和由仿真分析计算得到的蓄水时的实际温度作为温度荷载的计算起点，用有限元等效应力法计算不同坝高的坝体应力，根据计算结果讨论不同坝高时RCC大坝的封拱温度与温度荷载。本文主要得出以下结论：1）以多年平均温度作为封拱温度计算温度荷载与仿真方法计算的温度荷载的差距随着坝高的增大而增大。对于100米以上的拱坝应该用仿真分析的方法研究温度荷载，以确定真实的封拱温度。2）不进行二期水冷和封拱灌浆时，对于100m以上的高拱坝，要进行充分论证，一般坝踵可能会出现较大拉应力而引起坝踵开裂。3）对于RCC高拱坝应采用冷却水管和分缝相结合的方式，在蓄水前通过二期水冷使坝体温度下降到设计封拱温度后进行封拱灌浆，以减小运行期的温度荷载。     

碾压混凝土拱坝的发展与展望

近年来碾压混凝土拱坝在水利工程中得到了广泛应用,相应的规模也越来越大.首先简述了国内外碾压混凝土拱坝的发展概况;并以实际工程为背景,根据碾压混凝土材料、坝体分缝、坝体抗裂防渗以及施工技术等几个方面的工程实践经验,对碾压混凝土拱坝筑坝技术的最新进展进行了归纳和总结;最后从碾压混凝土材料、施工技术、拱坝的发展方向和仿真计算分析等方面探讨了碾压混凝土拱坝今后的发展趋势.通过对碾压混凝土拱坝设计、施工技术成熟经验的总结,将对碾压混凝土拱坝的建设具有指导和推动作用.     

高RCC拱坝施工期温控决策支持平台研究

混凝土高坝开裂是普遍存在的现象,国内外许多混凝土坝都因施工裂缝而被迫停工处理。混凝土高坝的浇筑施工过程受到自然环境、结构形式、温控、资源等多种因素的影响,如何综合考虑这些影响因素制定切实可行的大坝浇筑施工计划,并在施工过程中加强对混凝土温度和应力的实时监控和科学管理十分必要。混凝土高坝施工过程决策支持系统的研究开发,能够为水电大坝的建设和安全提供先进的管理路径,具有巨大的潜在效益。以立洲水电站工程为依托,研发了高RCC拱坝施工期温控决策支持平台,实现了碾压参数、温控信息、监测数据和仿真成果等数据信息的高效管理,大坝温控防裂效果和趋势的实时监控和预测预警,以及专家远程会商决策支持,对促进高RCC拱坝施工温控决策支持科学化水平和确保施工质量具有重要意义。     

高薄碾压混凝土拱坝设计创新与实践

碾压混凝土拱坝具有施工快、材料省、开挖小等优点,是适合高山峡谷地区的优秀坝型。但由于采用薄层碾压施工,层间强度低于本体、层面渗流问题突出,具有显著的各向异性的特性;且高碾压混凝土拱坝在一个枯水期难以浇筑完成,汛期需要临时成拱挡水度汛;碾压层面渗流问题较突出,坝体排水要求高。上述这些设计、施工难点成为制约该坝型进一步发展、推广的关键因素,需要有所突破。针对高薄碾压混凝土拱坝上述技术特点,依托三里坪、云龙河两座高薄碾压混凝土拱坝,研究提出了“强拱弱梁”的设计理论和方法、“下诱上横”组合式分缝、坝体立体网格排水系统等一系列创新技术。上述新技术已成功应用于工程实践,推动了碾压混凝土坝的技术进步,可供同行参考借鉴。