基于RF-GWO的水利工程地质渗透系数智能反演分析

地质渗透系数是准确分析水利工程渗流的关键参数。针对传统反演方法计算效率低、精度差的问题,采用有限元正演模型和正交试验设计构建渗透系数反演样本集,建立了基于随机森林(RF)算法的渗流计算代理模型;在此基础上,引入灰狼优化(GWO)算法,提出了基于RF-GWO的渗透系数智能反演方法,并以Z抽水蓄能电站为研究案例进行了验证。结果表明：RF模型对各钻孔水位预测结果均接近实测值,性能优于CART和BP模型;GWO可搜寻到地质最佳渗透系数,钻孔水位反演结果合理,相对误差最大为0.42%,精度满足工程要求,计算的天然渗流场分布形态也符合一般山体渗流场分布规律。建立的反演模型能够快速准确地推断工程区地层渗透系数,具有实际工程应用价值。     

基于云推理的渗透系数反演模型

鉴于云推理在处理不确定性方面的能力,通过假定渗透系数的正态云分布,利用有限元计算出相应的孔隙水压力,将计算结果作为云推理的规则前件,通过"软与"与规则后件的渗透系数相对应,以模拟测压管水位与防渗体渗透系数之间的非线性关系,从而建立渗透系数反演的云推理模型。将此方法应用于某水库的渗透系数反演中,结果表明,基于云推理的渗透系数反演模型具有较高的精度,可用于土石坝渗透系数的反演。     

基于最小二乘支持向量机的土石坝渗透系数反演

针对土石坝渗透参数和测压管水位间复杂的非线性关系,应用最小二乘支持向量机于土石坝渗透系数的反演。首先利用有限元模型得到最小二乘支持向量机的训练样本,建立坝体水压分量相对值和渗透系数间复杂的非线性关系,并将其输入到训练好的最小二乘支持向量机模型,即可得到大坝渗透系数的反演值。以某土石坝为例经对比分析,该方法是可行的。     

三马山滑坡渗透系数反演分析

在水库岸坡渗流场及稳定性分析研究中,渗透系数的取值至关重要。采用Geo-studio二维有限元分析软件中的渗流分析模块Seep/w,对三峡库区三马山滑坡进行了渗透系数反演分析。首先以勘察期的水库稳定水位为水头边界条件,以现场简易渗透试验所得渗透系数为参考,进行地质建模;然后进行各种工况条件下的渗流分析及反演,确定库岸边坡的渗透系数。反演所得的渗透系数与现场试验所得的渗透系数属同一数量级,模拟的浸润线和勘察得到的浸润线基本重合,表明通过渗流反演确定渗透系数的方法是可行的。     

渗透系数反演的CHNN模型方法

利用连续型Hopfield神经网络 (ContinuousHopfieldNeuralNetwork ,简称CHNN)的反馈特性 ,结合实测资料和数值计算 ,构建了岩土体渗透系数的人工神经网络反演模型 ,通过网络神经元状态的变迁而最终稳定于平衡状态 ,从而得到渗透系数反演优化计算的结果。经实例验证 ,效果较好。     

柴河水库土坝渗透系数反演分析

结合柴河水库土坝的测压管实际观测资料,采用改进的遗传算法对柴河水库土坝心墙及坝壳混合料的渗透系数进行了反演分析计算,得出坝壳混合料以及心墙料的渗透系数分别为4.69×10-4、2.13×10-6cm/s。采用正分析方法把遗传算法反分析出的渗透系数代入到有限元法建立的模型中进行计算,得到各特征部位渗流要素数值计算结果,通过测压管所在节点的水位与实测管水位、坝基渗流量实测值与计算值检验有限元计算结果的准确性。结果表明:水位计算值的相对误差较小,坝基渗流量计算值与实测值相比误差也较小,表明反演的坝壳混合料以及心墙料的渗透系数是准确的。     

黄河大堤渗透系数的反演分析

应用求解反演问题的间接方法，将渗流计算的有限元法与数学规划中的复合形法结合起来，根据黄河大堤花园口断面的测压管观测资料反求该断面各土层较符合实际的渗透系数，为较好地进行了大堤渗流动态报提供参数。     

基于Marc的混凝土坝与坝基渗透系数反演

利用通用的商业有限元软件Marc与Fortran语言的接口,并运用Marc的“死活单元”技术和网格加密技术,编制了混凝土坝渗流场的正分析程序．在此基础上,利用某混凝土宽缝重力坝的坝基扬压力测压管的水位观测资料,采用改进的遗传算法进化反演混凝土坝与坝基的渗透系数．算例表明,采用遗传算法-Marc反演混凝土坝的渗透系数是可行的,且计算效率较传统计算方法要高．     

渗透系数反演的CHNN模型方法

利用连续型Hopfield神经网络(Continuous Hopfield Neural Network,简称CHNN)的反馈特性,结合实测资料和数值计算,构建了岩土体渗透系数的人工神经网络反演模型,通过网络神经元状态的变迁而最终稳定于平衡状态,从而得到渗透系数反演优化计算的结果。经实例验证,效果较好。     

基于ANSYS的大伙房水库土坝渗透系数反演

根据温度场和渗流场的相似性,利用有限元分析软件ANSYS的热分析功能计算土石坝渗流问题。通过AN-SYS的优化设计功能,建立了基于ANSYS的渗透系数反演模型,反演得到更符合大伙房水库大坝实际工况的渗透系数,利用该渗透系数进行渗流数值计算,通过对计算值与实测值的对比表明,有限元计算值与实测值相对误差较小,拟合结果能够满足精度要求。说明所求得的渗透系数比较合理,可以用于渗流数值计算。     

某水电站覆盖层地基渗透系数反演分析

结合某水利枢纽工程,基于其工程地质和水文资料(钻孔勘探和抽注水试验等),利用有限元ANSYS优化设计模块,对坝址区渗流域全天然渗流场进行三维渗流参数反演计算,以确定坝基的实际渗透系数,为后面的渗流分析、选择合理的渗流控制措施以及防渗技术方案优化提供可靠的计算依据。     

基于遗传算法的渠道糙率及综合渗漏系数反演

遗传算法是模仿自然界生物进化机制发展起来的随机全局搜索和优化方法,它能在搜索过程中自动获取和积累有关搜索空间的知识,并自适应地控制搜索过程以求得最优的方案[1]。针对多个渠段相连的渠系计算,渠道糙率和综合渗漏系数无法用公式求得,应用遗传算法编程分别进行反演计算,并应用于石头河水库灌区东干渠水流模拟计算,结果表明计算水位与实测水位基本吻合。     

碾压混凝土渗透系数的研究

在室内试验的基础上研究了碾压混凝土全级配及过湿筛的本体与层间结合试件渗透系数、及与抗渗标号的关系，对碾压混凝土的渗透性及其影响因素进行了分析。     

石牛水库防渗加固后大坝渗透系数反分析

准确获取石牛水库防渗加固后大坝渗透系数是评价其防渗加固效果的基础。结合石牛水库典型剖面的监测水头数据,利用BP神经网络反分析得出防渗加固后大坝各区域的渗透系数,并基于该组渗透系数采用有限单元法确定坝体浸润线的位置。计算所得的浸润线与实测浸润线位置接近,这表明反演所得渗透系数具有较高精度,能够为后续评估石牛水库的防渗加固效果提供可靠数据。     

基于能量损失率最小原理求解稳定渗流场渗透系数

在基坑降水设计中,渗透系数的确定直接影响到降水方案的准确性、合理性以及可靠性,目前工程上通常采用现场抽水试验确定渗透系数,增加了时间成本以及工程造价,为此提出了 一种计算稳定渗流场渗透系数的有限单元方法.该方法无需进行现场抽水试验,并考虑了水跃现象的影响,基于能量损失率最小原理计算潜水含水层的渗透系数.采用该方法计算了...     

基于分形理论的非饱和土多相流相对渗透系数模型

相对渗透系数是描述非饱和土水力特性的重要参数之一,然而在传统非饱和土相对渗透系数研究中着重研究了湿润相的渗流特性,而非湿润相的渗流特性研究较少。为研究非饱和土壤多相流运移特征,将土壤孔隙简化为一簇服从分形定律的迂曲毛细管,通过建立液相与气相在多孔介质中的输运特征模型,结合Young-Laplace方程与Buckingham-Darcy定律得到了非饱和土的液相与气相的相对渗透系数模型。该模型仅包含2个参数,其物理意义明确且均可通过试验测得。最后通过8组试验数据对提出的模型进行验证,结果表明提出的模型可较好地描述非饱和土多相渗流特征,验证了其合理性与适用性。     

地质统计学方法在渗透系数空间变异性研究中的应用

以内蒙古自治区巴盟地区为例,利用地质统计学方法——泛克里格法对含水层渗透系数估值,并分析验证了对渗透系数服从对数正态分布和运用克里格方法能够取得的良好效果。     

自由振荡法试验在地层渗透性评价中的应用与探讨

自由振荡法试验就是通过一定激发手段使得钻孔内水位发生瞬时变化,获得水位-时间响应数据来确定含水层的渗透系数。该方法在地层渗透性评价中得到广泛的应用,多采用的是气压法激发水头的方式。考虑到与气压式激发水头的方式相比,注水式则只需往孔内注入一定量的水就可以实现孔内的水头差,且需要设备少,操作简单,因此,尝试将注水式激发水头的自由振荡法试验应用于某工程,并进行研究对比。通过注水式振荡试验、气压式振荡试验、标准抽水试验优缺点的比较,认为注水式振荡试验最为简便快捷,但部分实验数据出现偏差。分析试验数据出现偏差的原因,提出改进的方法,并论证该试验方法的可行性,以期在今后的工作中对改进的方法进行验证,达到此方法能推广的目的。     

基于德鲁克-普拉格准则的围岩损伤区渗透系数研究

利用损伤力学,考虑了中间主应力作用,应用德鲁克-普拉格准则,推导了圆形巷道围岩应力场的解析解,给出了围岩渗透系数的表达式,并对孔隙水压力和围岩塑性区域半径与渗透系数之间的关系进行了研究。研究表明：在损伤区域范围内,渗透系数 K随着r 的增加呈非线性减小,随着孔隙水压力 p 的增大呈指数增加。研究成果可为巷道在渗流作用下变形破坏计算及稳定性分析提供理论依据。     

水泥土渗透系数变化规律试验研究

为了深入探讨水泥土渗透系数的变化规律,采用室内试验研究方法,对不同干密度、水泥掺量和龄期的水泥土进行了室内渗透试验研究。结果表明:水泥土渗透系数与水泥土的干密度、水泥掺量、龄期密切相关;在干密度和龄期一定条件下,渗透系数随水泥掺量增大而增大;在标准击实功干密度和龄期一定条件下,渗透系数随水泥掺量增大而减小;在标准击实功干密度和水泥掺量一定条件下,渗透系数则随龄期的延长而减小。结论不仅对水泥土的渗透理论研究具有积极的探索意义,而且对采用水泥土施工或加固的岩土工程建设也具有一定的现实意义。