凤滩大坝变形特性及安全裕度研究

针对凤滩大坝的具体情况,结合位移原型观测资料的分析结果,分别采用统计模型法、混合模型法分析凤滩大坝坝顶水平位移变化规律,在此基础上运用置信区间估计法和典型小概率法拟定凤滩大坝坝顶水平位移的安全监控指标,并基于变形监控指标提出评价大坝变形安全裕度的方法.     

大坝空间变形监控指标的拟定

针对传统方法在拟定大坝安全监测指标时对空间性和模糊性考虑的不足,采用投影寻踪方法对大坝不同高程处位移序列进行降维处理,生成位移投影值及位移权重,计算出加权位移值并运用正逆向云模型拟定大坝位移安全监控综合指标。以棉花滩碾压混凝土重力坝为例,运用投影寻踪模型和云模型拟定了4#坝段上下游方向位移安全监控综合指标,并分析了坝体加权位移值与环境量变化规律的相关性,针对某一位移超标值,通过与置信区间法拟定结果的对比分析,论证了该方法的合理性和可行性。     

基于位移场混合模型的棉花滩大坝弹性模量反演分析

根据坝体及坝基的变形特性,对位移水压分量进行分离,建立大坝多测点位移场的混合模型,反演得到坝体及坝基的综合弹性模量,并根据此反演结果,利用结构分析法拟定坝顶水平位移的监控指标。以棉花滩大坝为例进行计算,采用结构分析法的拟定结果与采用实测资料小概率法的拟定结果非常接近,说明反演分析结果反映了工程实际情况。     

丰满大坝水平位移安全监控指标的拟定

在对丰满大坝结构力学特性及位移观测资料进行研究的基础上,采用典型小概率法和混合分析法拟定了典型坝段水平位移的监控指标。两种方法拟定的丰满大坝水平位移监控指标较为接近,其中典型小概率法拟定的指标略小于混合分析法,通过两种方法的比较,并综合考虑其他影响因素,认为混合分析法的计算结果较为合理。     

古田溪一级大坝水平位移监控指标的拟定

结合古田溪一级大坝原型观测资料,采用典型小概率法和置信区间法拟定18#典型坝段坝顶水平位移的监控指标。通过两种方法的比较,可以确定典型小概率法的计算结果更加合理。     

古田溪大坝典型坝段水平位移监控指标的拟定

分别采用典型小概率法和结构分析法拟定了古田溪大坝9号和15号坝段水平位移的监控指标,指出:采用两种方法计算得到的最大值监控指标比较接近,但结构分析法考虑了模拟大坝和基岩的实际受力情况,使计算结果更为合理,建议采用结构分析法监控坝顶水平位移的最大值;对于坝顶水平位移的最小值监控指标,建议采用小概率法。     

应用自动测值反演坝体弹模和拟定位移监控指标

大坝监测自动化是大坝安全监测的发展方向,为更好地为大坝安全监测服务,利用自动监测系统测值对陈村大坝的综合弹性模量进行了反演和变形监控指标的拟定。介绍了反演分析的基本原理和方法,以陈村水电站18#坝块作为典型坝段进行了反演分析,并根据实测资料,拟定了陈村典型坝段坝顶水平位移监控指标。结果说明自动监测系统的测值是可信的,可用于评估大坝安全。     

基于云模型的大坝安全监控指标拟定方法研究

采用正、逆向云算法研究了大坝安全监控指标拟定方法,在分析原始监测数据基础上,结合随机性和模糊性产生定性概念的数字特征,再由监测效应量的期望、熵、超熵构造定量转换值,实现"定量—定性—定量"的转换,以此拟定安全监控指标.以某混凝土重力坝坝顶水平位移为例,对所提出的云模型拟定方法进行了验证,并与典型小概率法进行分析比较,结果表明基于云算法拟定的监控指标是合理的、准确的,弥补了传统小概率法的诸多不足,能更准确地反映大坝坝顶水平位移变化情况.     

棉花滩水库建成后对青溪水库设计洪水影响研究

采用由实测流量推求设计洪水的方法,分别以考虑棉花滩水库影响和不考虑棉花滩水库影响两种途径对青溪水库的设计洪水进行了分析计算.结果表明,棉花滩水库建成投入运行后对青溪水库的设计洪水有一定的影响,且对青溪水库防洪有益;青溪水库可以适当提高其汛限水位.     

青溪水库洪水复核研究

采用由实测流量推求设计洪水的方法，分别以考虑棉花滩水库影响和不考虑棉花滩水库影响2种途径对青溪水库的设计洪水进行了分析计算。结果表明，棉花滩水库建成投入运行后对青溪水库的设计洪水有一定的影响，且对青溪水库防洪有益；青溪水库可以适当提高其汛限水位。     

沥青混凝土心墙堆石坝地震变形评价方法及其可靠度分析

沥青混凝土心墙堆石坝可就地取材,工程造价低,在我国西部强震区被广泛应用。因其工作条件复杂,且筑坝材料具有非线性特性,故其地震安全评价问题一直受到工程界的关注。因此开展地震作用下沥青混凝土心墙堆石坝的可靠度分析具有理论意义和工程应用价值。本文以坝体裂缝作为坝体地震变形破坏的判断依据,将坝体地震变形倾度作为地震安全的控制指标,建立了基于倾度法和中心点法的沥青混凝土心墙堆石坝地震变形可靠度分析方法。以某98 m高的沥青混凝土心墙堆石坝为例,进行了地震变形的可靠度分析。结果表明:基于本文沥青混凝土心墙堆石坝地震变形可靠度分析方法,获得的大坝设计基准期内的年计地震变形失效概率py=2.156×10^-6,对应的可靠指标β=4.6,满足规范要求;采用倾度法和中心点法相结合,可以考虑坝体材料分区的影响,获得较为准确的土石坝地震变形失效概率结果,对土石坝具有普遍适用性。本文提出的土石坝坝体地震变形可靠度分析方法,可为沥青混凝土心墙堆石坝抗震设计、地震风险分析以及风险等级的建立提供依据。     

渗漏量监控指标的拟定方法

为了分析大坝和坝基抗渗性能的好坏,采用典型小概率法拟定大坝渗漏量安全监控指标。通过比较实测值与指标值来反映坝体和坝基抗渗性能的好坏。以某混凝土宽缝重力坝为例进行坝基总渗漏量观测,选取1965~2005年共41个样本进行统计分析,结果表明本文方法可以有效地反映坝基抗渗性能的好坏。     

功果桥大坝坝顶水平位移安全监控指标拟定

大坝监测控制指标关乎其运行安全,对运行期监测数据进行指标拟定具有重要意义。以功果桥大坝为工程依托,通过典型小概率法和统计模型的置信区间法分别计算了典型坝段的坝顶水平位移监控指标,结合设计值与历史极值对监控指标进行了综合拟定。结果表明:典型小概率法计算结果和历史数据较为吻合,置信区间法计算极值范围相对较宽,反映了其变形余量,需结合设计值及外在条件的变化进行综合拟定和修正。研究成果对计算坝体其他监测数据的监控指标具有参考意义,可为大坝运行管理和状态评估提供依据。     

拱坝的非线性分析

本文讨论非线性有限元法在拱坝分析中的应用。用弹塑性—断裂模型描述拱坝与基岩的力学性质,可以求得拱坝—岩基交界面的开裂区范围、拱坝变形的变化和拱坝的应力重分布情况。典型算例表明,考虑拱坝—岩基交界面的开裂后,坝踵处高铅直拉应力消失,而铅直压应力仅略有增加。从而可知,在拱坝设计中推广非线性分析方案可以导致更经济的设计和更简单的拱坝体型。     

万家寨水利枢纽重力坝可靠度分析研究

按国家标准［１］计算万家寨水利枢纽３个典型坝段坝基面的应力、稳定及其可靠度，按非线性随机有限元方法，研究各坝段在大坝与地基联合作用下的整体稳定可靠度。     

大坝及岩基物理力学参数优化反演分析研究

根据大坝原型观测资料识别大坝结构力学参数是典型的非线性反问题,而反问题往往具有Hadamard意义下的不适定性。基于位移反分析方法的基本原理,依据大坝原型观测数据和有限元数值计算成果,建立了优化目标函数后,应用遗传模拟退火算法实现了对大坝及岩基物理力学参数的反演分析。对反演原理、算法及流程进行了研究。将遗传算法和模拟退火算法相结合,既提高了优化问题全局收敛速度,同时克服了传统方法求解病态方程的困难。实例分析表明,该优化反演方法对抵抗噪音有较强的能力,且与正分析形成的闭合环路可以高精度的完成大坝工作性态的分析。     

强震作用下混凝土重力坝破坏模式研究

采用混凝土弥散性裂缝模型,运用非线性模型对国内某高混凝土重力坝进行破坏模式研究。通过地震超载法得到各类典型坝段最终破坏形态,并对典型坝段的裂缝演化进行了时间历程模拟,得到裂缝出现、发展至坝体破坏全过程。研究得出了不同类型坝段在极限地震荷载作用下的破坏规律,并对重力坝抗震关键部位和薄弱环节进行了总结,为实际工程中采取工程措施提供了参考。     

基于ANSYS的拱坝动力及可靠度分析

为研究拱坝在地震荷载作用下可靠度指标的变化规律,基于ANSYS对某一拱坝实例进行模态分析和抗震动力分析后,使用二次响应面法计算拱坝在地震荷载作用下第90个计算步的各点可靠度指标,分析得到在地震荷载作用下坝肩处作为抗拉薄弱部分更应重视,拱坝上游坝面中部的可靠度指标变化规律复杂而非单纯降低。为拱坝动力设计及加固措施提供了理论支持。     

梅山水库大坝河床段变形监测资料分析

为分析梅山水库大坝河床坝段变形规律,定量识别各因素对河床段变形的影响,通过分析大坝10#和11#垛坝段的变形监测资料,建立回归统计模型进行拟合,再选取典型特征年(2021年)监测数据进行各分量的分离。结果表明：水库河床坝段其X向位移较小,Y向位移呈年度周期性变化;谐波因子的逐步回归模型能够较好反映变形规律,复相关系数为0.8~0.95;河床坝段的位移主要是受温度的影响。     

六岭水库坝体渗流分析与安全评价

结合现场踏勘及室内土工试验成果,采用有限单元法对六岭水库坝体在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位等工况下的渗流稳定进行了分析与安全评价。渗流分析结果表明:坝体存在较大渗流安全隐患,其渗流安全综合评价为C级,应及时采取坝体心墙灌浆、重建排水棱体等加固措施。