特高拱坝谷幅变形自动化监测系统研究实现

谷幅变形监测对于深山峡谷中的特高拱坝十分重要，行业内常用的谷幅变形观测方法为人工全站仪测量，该方法观测效率低、投入成本高。为探索一种低成本、高效率的谷幅变形自动化监测方法，本文以某特高拱坝两岸谷幅为例，研发了一套特高拱坝谷幅变形自动化监测系统。该系统应用自动测量机器人、高精度激光测距传感器和温湿压传感器，通过两种测距设备同步开展现场安装、调试和自动运行测量。其观测频次可任意设置，测量方法简单，经过气象改正和数据处理后，测量精度可达1mm+1ppm，满足谷幅变形监测的精度要求，对类似工程具有推广应用价值。     

U形渠道圆柱体量水槽研究

基于前人圆柱体量水槽测流原理分析，得出了底部为圆弧两侧为斜坡的U形渠道圆柱体量水槽的流量理论计算公式，提出其流量校正系数可以由相对能量(上游水头与底部弧段弦长之比)的函数求得，并根据试验资料建立了相对能量和相对流量(实际流量与计算流量之比)的无因次关系式。并在试验水槽中进行了标定，试验表明：相对能量和相对流量具有非常好的相关关系，量水槽的测量相对误差为3.78%，最大淹没度为0.84，量水槽的断面收缩比建议采用为0.57～0.69。该种量水槽具有结构简单，施工制作容易，可以拆卸，不产生淤积，使用方便。     

特高土石坝超长距离变形监测技术研究

为研究适用于特高土石坝坝体内部的超长距离变形监测技术手段，分析了现有200 m级高混凝土面板堆石坝变形监测技术存在的问题，研究了水管式沉降仪、杆式位移计、管道机器人、柔性测斜仪等内部变形监测仪器的改进发展方向与应用实践。结果表明：所研究的监测技术可以适应特高土石坝超长距离变形监测需求。研究成果为250 m级至300 m级特高混凝土面板堆石坝的安全监测研究和改进方向提供技术参考。     

特高拱坝中后期施工导流规划

结合特高拱坝工程的导流规划设计与施工经验,特高拱坝施工导流时段的划分及其划分准则,论述了特高拱坝中、后期导流的设计标准、渡汛建筑物的布置及其封堵的选择方法和控制要素,为特高拱坝设计与建设提供参考.     

关于特高拱坝建基面径向变形量值的探讨

特高拱坝建基面径向变形是重要物理量之一，其变形量值和速率事关拱坝安全。笔者提出基于监测与仿真分析的特高拱坝建基面径向变形取值计算方法，在结合垂线监测数据和反演计算得到坝体和基础力学参数的基础上，分析研究基础径向变形沿高程分布规律，得到基础廊道高程径向变形和建基面径向变形之间的相关关系，为特高拱坝基础特别是建基面径向变形取值提供了新的思路。     

特高拱坝施工期及蓄水初期变形监控模型

以实测资料为依据,利用多元回归分析法建立了特高拱坝蓄水期特殊安全监控模型,对特高拱坝蓄水期间的各关键影响因素进行定量分析,以此为特高拱坝蓄水期工作性态安全评价提供技术支持。     

特高拱坝施工期数字监控方法、系统与工程应用

依据混凝土坝数字监控的理论,从主要目的、基本内容和工作模式3个方面论述了特高拱坝施工期数字监控方法,介绍了特高拱坝施工期数字监控系统,提出了利用该系统开展特高拱坝施工期数字监控的工程应用模式.特高拱坝施工期数字监控系统的工程应用表明,运用该系统可以实时开展大坝工作性态评估,降低事故风险,同时可以为施工期动态设计提供决策支持.     

特高拱坝建基面岩体选择的工程类比法研究

为确定坝高超过200 m的特高拱坝建基面可利用岩体的选择标准,对国内7座特高拱坝建基岩体的利用情况进行了综合评价,通过工程类比法分析了特高拱坝建基面可利用岩体的选择因素,提出了特高拱坝建基面可利用岩体的选择标准。研究表明,特高拱坝及坝基在荷载作用下的破坏模式为压破坏和剪破坏,要求拱坝建基岩体应具有足够的承载能力、抗变形能力、抗剪切能力以及抗滑稳定性。国内特高拱坝建基面可利用岩体的选择主要是以岩体质量分级为综合评价指标,不同坝基部位可选择不同质量级别的岩体;Ⅱ级岩体是特高拱坝的优良的建基岩体,中部建基面可以有效地利用部分Ⅲ₁级岩体,上部可适当利用Ⅲ₂级岩体;对于特高拱坝坝基,变形模量和黏聚力略大于规范建议值;特高拱坝建基面可利用岩体选择以荷载及应力水平为基础,以拱坝稳定为前提,以变形、强度等力学参数为依据,以岩体质量级别为具体表征,按不同高度分区域进行多因素综合论证和选择。     

基于伯努利神经网络的拱坝施工期变形预测模型

目前,我国西南地区正在或即将修建一批300 m级特高拱坝,这些拱坝工程规模巨大、地质条件复杂,给设计和施工带来巨大挑战。引入伯努利神经网络,建立了特高拱坝施工期变形预测模型,以预测特高拱坝施工期变形性态。工程实例分析表明,三输入的伯努利神经网络不仅具有较好的拟合效果和较高的预报精度,而且避免了传统神经网络算法冗长的迭代学习过程,为特高拱坝施工期变形预测提供了一种新的分析方法。     

特高拱坝施工期数字监控方法、系统 与工程应用

依据混凝土坝数字监控的理论,从主要目的、基本内容和工作模式3个方面论述了特高拱坝 施工期数字监控方法,介绍了特高拱坝施工期数字监控系统,提出了利用该系统开展特高拱坝施工期 数字监控的工程应用模式。特高拱坝施工期数字监控系统的工程应用表明,运用该系统可以实时开展 大坝工作性态评估,降低事故风险,同时可以为施工期动态设计提供决策支持。     

我国特高拱坝的建设成就与技术发展综述

结合二滩、溪洛渡、锦屏一级、大岗山、小湾等一系列特高拱坝的建设实践,总结了我国特高拱坝的建设成就,阐述了我国特高拱坝建设关键技术的研究进展,包括建基面的研究与确定、体形优化设计、应力分析与强度设计、拱座抗滑稳定、整体稳定、抗震设计、混凝土材料、混凝土温控防裂、基础处理、施工技术等10个方面的内容。认为我国混凝土拱坝建设技术已处于国际领先水平,指出我国特高拱坝建设需深化研究的4个问题,即特高拱坝安全评价体系建设、特高拱坝风险设计、特高拱坝抗震研究以及特高拱坝安全运行健康诊断技术研究。     

特高拱坝一级变形预报控制值 建立的方法研究

特高拱坝与一般高拱坝相比,其结构性态更加复杂,因此,其变形安全预报控制值必须进行 专门的研究。文中探讨了特高拱坝的定义与特点,分析了特高拱坝的变形特性,提出了特高拱坝一级 变形预报控制值建立的准则与方法。工程案例表明,该方法切实可行。     

新疆大石峡特高土石坝设计安全标准研究

鉴于大石峡特高土石坝存在分区筑坝材料力学差异大、地震烈度高、河谷狭窄、坝前有不稳定变形体、河床镶嵌混凝土高趾墩等特点,文章通过类比分析特高土石坝的经验与教训,结合大石峡已开展和正在开展的科研试验成果,总结了大石峡特高土石坝的设计安全标准,指出了大石峡大坝设计未来研究的问题,有利于指导大石峡特高土石坝安全建设,同时为补充...     

不同荷载圆柱体在压力管道中运输的水力特性研究

囊体管道水力运输作为一种相对较新的输送方式,与传统的输送方式相比较,更加节能、高效、环保。为进一步推动囊体管道水力输送,优化圆柱体结构参数,通过将圆柱体的荷载作为控制变量,对圆柱体在有压管道运移时的水力特性进行探究。通过研究得出:圆柱体的平均速度随着荷载的增大而减小;有压管道内水流的压强沿程减小且圆柱体的荷载不影响这种变化趋势;同一断面压强值随圆柱体荷载的增大而增大;单位能耗随着圆柱体荷载的增大而增大;圆柱体的输送率随着荷载增大先增大后减小,并在圆柱体荷载为4 N时最大。研究结论为优化圆柱体结构参数及囊体管道水力输送的投入使用提供了一定的理论基础。     

特高土心墙堆石坝坝基防渗体渗流-溶蚀特征研究

针对渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀问题，构建了以孔隙水压力、固相钙浓度与钙离子浓度为自由度的水泥基材料渗流-溶蚀耦合模型。以长河坝工程为背景，研究了特高土心墙堆石坝的渗流溶蚀特征，探讨了渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的失效标准，预测了坝体的服役年限。渗透溶蚀效应降低了坝体的防渗能力，服役100 a后坝体浸润线逸出点将较初始时刻抬升1.95 m;随着服役年限的增加，覆盖层、副防渗墙的渗透坡降增加，心墙、主防渗墙和防渗帷幕的渗透坡降降低;水泥基材料固相钙溶蚀相对严重的区域集中在两道防渗墙中下部、固结灌浆靠下游侧及防渗帷幕，靠近复合土工膜和高塑性黏土的坝基防渗体溶蚀程度较低。从固相钙的分解率、渗透系数、渗流量、渗透坡降和边坡稳定等角度分析，认为考虑渗透溶蚀效应时长河坝的服役年限约为68.3 a，降低主防渗帷幕的初始渗透性可较为有效地延长坝体服役年限。特高土心墙堆石坝坝基水泥基结构渗透溶蚀效应不可忽视，其设计、运行及维护应充分考虑水泥基材料的渗透溶蚀效应。     

特高拱坝建设管理与施工技术总结与展望

通过特高拱坝建设管理实践,我国建立了一套系统完整且逐步完善的建设管理和施工技术标准体系,形成了一套行之有效的建设管理方法与施工措施,取得了大量的创新成果,成功跻身世界领先水平。以二滩、小湾、拉西瓦、大岗山、锦屏一级、溪洛渡等6座特高拱坝为代表,从建设管理、开挖与控制、坝基处理、混凝土原材料、混凝土温度控制、混凝土施工等方面系统总结特高拱坝建设管理与施工经验,并提出需要关注的问题,以期指导未来特高拱坝建设。     

论特高混凝土拱坝的抗压安全系数

拱坝是偏心受压结构，抗压安全系数是拱坝设计的重要指标，目前我国正在修建一批坝高200m以上的特高混凝土拱坝，由于工程重要，其抗压安全系数本应比一般拱坝为高，而实际上，目前特高拱坝采用的抗压安全系数反而比一般拱坝为低，欠妥。因此对此问题进行较深入分析，并建议基本荷载作用下90d龄期混凝土抗压安全系数不宜小于4．0，如采用180d龄期，则不宜小于4．50。     

特高拱坝动态安全风险分析系统研发及应用

针对特高拱坝运维期内结构安全风险的动态性和复杂性,以及失事后果严重性,基于层次分析法、模糊理论和定量风险评估分析法,利用SQL Server数据库和Visual C#.NET编程技术,研发了一套特高拱坝动态安全风险分析系统。根据特高拱坝的荷载结构特性、安全监测仪器种类繁多和安全监测体系布置复杂的特点,构建了适应不同监测类型和大量安全监测数据的数据库,以及基于监测数据、巡视检查和物探检测的特高拱坝安全综合评价体系,确定特高拱坝事故发生的可能性级别。借助当量法量化分析事故损失,并以此确定损失的级别。最后结合特高拱坝事故发生的可能性级别和由此引起的损失级别,通过风险矩阵评估特高拱坝动态安全风险等级。     

重力坝高压水劈裂模拟方法与特高重力坝设计准则初步探讨

本文提出了全级配混凝土试件单轴拉、压应力作用下高压水劈裂模拟试验新方法，并运用断裂力学对试验结果进行了分析和参数校核，推导了判定重力坝坝踵是否会发生水力劈裂的分析公式。基于试验、计算分析和国内外高重力坝比较研究，初步给出了评估特高混凝土重力坝是否可能发生高压水劈裂的断裂力学条件，经比较可初步用于评判重力坝抗高压水劈裂能力。基于工程比较研究，提出了200m以上特高重力坝，设计准则中需要考虑高压水劈裂的影响。当前国内外采用的重力坝设计准则，对特高重力坝，尤其是碾压混凝土重力坝，都有可能出现偏于不安全的情况。     

特高拱坝通水冷却管网智能联控原型试验研究

开展特高拱坝施工期通水冷却管网的智能联控研究,对确保实现精准、高效的大坝混凝土温控防裂具有重要意义.基于白鹤滩特高拱坝通水冷却智能温控实践,本文系统分析了冷却水的温度、流量、流向等参数满足特高拱坝换热防裂的适应条件,提出了混凝土温控冷却水需求的确定方法,定义了供水保证率的量化评价指标.通过在白鹤滩特高拱坝建设现场开展原...