结构面倾角对节理岩体的连通特性和综合抗剪强度的影响

本文介绍了一种确定岩体结构面连通率的方法，该方法首先在岩体结构面网络中搜索到结构面-完整岩石组合的最小抗剪力路径，然后在此最小抗剪力路径上计算结构面的连通率。在考虑结构面的倾角后，本文首先推导出计算结构面抗剪应力的公式，进而提出在岩体结构面网络中搜寻最小抗剪力路径的方法。算例分析表明，考虑结构面倾角后，计算得出的结构面的连通率一般变小，而且在变化的幅度上不能忽略。文中还提供了一种新的确定岩体综合抗剪强度的方法，该综合抗剪强度不仅考虑了结构面和岩桥的抗剪破坏机理，还考虑了另一重要因素——结构面倾角的影响。实例分析表明结构面的倾角对确定岩体的综合抗剪强度影响很大。     

水工建筑物防渗墙技术60年II:创新技术和工程应用

中国水利水电工程的高速发展产生了大量新兴技术。本文聚焦于防渗墙三大典型技术领域:(1)深度超150 m的防渗墙修建技术;(2)病险水库防渗加固;(3)围堰防渗墙的特殊施工工艺。本文对这些技术及相应的典型案例进行了回顾。重点包括以下几个方面:(1)150 m级防渗墙建设中泥浆以及造孔机械的技术创新;(2)存在管涌风险的老旧大坝的特殊堵漏工艺;(3)围堰防渗墙工程施工方法。     

关于我国重大基础设施工程安全相关科研工作的思考

中国正在快速、大规模地开展基础设施建设。确保重大工程安全对于这些基础设施建设具有重大意义。该文从以下5个方面论述开展重大工程安全相关科研工作的重要意义和必要性：(1)不断挑战极限的工程建设指标（如坝高、桥梁跨度、高铁时速）孕育的风险;(2)相当一批基础设施步入其生命周期的中、老年阶段面临的问题;(3)新兴的基础设施建设领域尚需积累经验;(4)严重的自然灾害给全面建设小康社会带来的大挑战;(5)城镇化建设进程带来的公共安全隐患。该文回顾了在能源、矿山、交通、城市高层建筑等领域基础设施建设有关安全的主要技术问题,同时讨论了关于可靠度分析、强震地区抗震设计、减灾和信息支持方面的重大科学问题。     

拱座抗滑稳定可靠指标和分项系数取值标准研究

拱坝设计规范(SL282-2003)规定拱座抗滑稳定允许安全系数为3.5,相对重力坝抗滑稳定允许安全系数3.0,提高了0.5。据此,工程结构可靠性设计统一标准(GB50153-2008)规定二者对应的允许可靠指标也应有所区别。同时,拱坝规范对基于极限状态设计方法的分项系数也提出了与重力坝不同的取值标准。本文在前期针对重力坝相关问题的研究成果基础上,探索拱座抗滑稳定可靠指标和分项系数取值标准问题,认为与拱座抗滑稳定安全系数3.5对应的允许可靠指标应取4.45,并通过实际工程算例率定,验证了混凝土拱坝设计规范DL/T5346-2006规定的各分项系数取值合理性。     

拉力集中全长黏结型锚索长期耐久性研究

 拉力集中全长黏结型锚索曾在我国重大水电工程中得到广泛应用,针对这些用作永久支护的锚索工程使用寿命以及是否会有一天成为工程的“定时炸弹”的问题,通过现场开挖一根在漫湾水电站左岸边坡服役20 a的锚索,对这一问题进行初步讨论。结合开挖试验成果,从锚头锈蚀特征、钢绞线缩进量、水泥砂浆防锈效果、内锚固段特征以及钢绞线化学和力学性质变化等方面,对拉力集中全长黏结型锚索的长期运行效果进行综合评价。得到如下结论：(1) 全长黏结型锚索对于锚头锚具的要求较低,该工艺锚索在任何一个位置发生损坏断裂后,都将不至于由于一处的损坏而导致锚固工程整体的破坏;全长黏结可以有效地阻止锚索失效链条的进一步发展;(2) 水泥砂浆可以起到很好的防锈效果,但对于锚头位置仅采用混凝土浇筑的防锈工艺并不能达到理想的效果;(3) 开挖锚索内锚固段未发现任何横向裂纹,证明在适当的预应力范围内水泥砂浆可以达到较好的锚固效果;(4) 开挖锚索服役20 a后,钢绞线的化学成分和力学性质均未发生明显变化。     

应用蒙特卡洛法确定节理岩体的连通率和综合抗剪强度指标

本文提出了一种确定节理岩体连通率和岩体综合抗剪强度指标的新方法。该方法对传统的连通率的概念作了扩充,将连通率的确定归结为在岩体结构面网络图中寻找节理面和岩桥组合破坏路径的问题。在连通率的确定过程中,考虑了节理和岩桥的组合破坏机制。并应用动态规划原理,基本解决了岩体中存在多组节理面情况下的连通率确定问题,所得成果在漫湾电站左岸边坡稳定分析研究中获得了成功的应用。     

考虑球面波效应的水下爆炸冲击因子

水工建筑物的安全防护关系着国防和民生安全,目前还缺少有效的指标评估水下爆炸冲击波对大坝等结构的作用。水下爆炸冲击波通常以球状向四周传波,本文推导了球面波作用下结构的总能量,由此建立了水下爆炸冲击因子衡量结构的振动与变形响应。针对正面挡水、背面临空的平板结构,分别开展了数值模拟及离心水下爆炸试验研究,通过数值模拟,验证了在相同冲击因子条件下,爆距的变化几乎不影响平板产生的应变能和动能。随后采用本文所得的冲击因子对离心水下爆炸试验结果进行整理,并与传统的比例距离、平面波冲击因子等指标的分析结果进行对比。本文所得的冲击因子可以统一描述近场和远场水下爆炸作用。     

基于GRU算法的盾构掘进参数预测——以成都地铁19号线为例

刀盘扭矩和刀盘推力是保障盾构机正常掘进的关键参数,对其准确预测可有效指导设备运行。本项研究的数据来源于成都地铁19号线土压平衡(EPB)盾构机的掘进数据。深入剖析了EPB盾构掘进数据的特点,提出了一种包含数据分割、异常值处理、数据降噪和数据编译4个阶段的标准数据预处理算法。在Butterworth滤波器基础上,利用门控循环单元(GRU)建立了盾构掘进参数预测模型,基于RMSE和MAE指标综合评估预测模型的预测效果。结果表明：预测模型对不同地质条件下的刀盘扭矩和刀盘推力掘进参数均能实现良好预测;经过Butterworth滤波,预测模型的预测精度提高显著;砂岩地层中,预测模型对刀盘扭矩的预测误差最小,RMSE和MAE分别为4.91和3.86。基于GRU算法的掘进参数预测,可提高盾构机掘进状态的判断水平,利于施工参数优化调整。     

特高坝及梯级水库群设计安全标准研究Ⅲ:梯级土石坝连溃风险分析

为承应本系列论文提出的建立在梯级水库群连续溃决风险分析基础上的特级土石坝分级标准,本文阐述了溃坝计算、洪水演进和连溃分析模型的基本原理,通过对冲刷模型、泄流渠水深计算方法等方面的改进,提出了一个数值分析稳定、对输入参数敏感性低的溃坝分析方法。通过实际工程算例分析表明,本文方法不仅适用于单坝溃决洪水分析,计算成果符合工程实际,而且对连溃分析也具有很好的操作性。溃坝风险分析可作为土石坝风险等级确定的重要手段,也为实施本系列论文建议的等级标准提供了基础支撑条件。     

基于信号时频特征的微震波形识别在岩爆预测中的应用

在深埋地下工程施工中,需要通过监测采集微震信号分析施工过程中的岩爆风险,由于现场干扰因素多,数据中混入了大量冗余信号,大大影响了岩爆预测的效率。为有效识别出岩石的破裂信号,本文采用快速傅里叶变换,对比分析了微震/岩爆信号与其它无效信号的频率特征,采用多输入的卷积神经网络方法,建立了基于信号时频特征的微震波形识别模型,实现了对微震/岩爆信号的有效识别。基于引汉济渭秦岭输水隧洞的微震监测资料,采用3770个波形对模型进行了测试,模型识别精度可达96.1%。模型对比了不同输入方式对预测结果的影响,针对随机挑选的100次微震事件和100次无效事件,结果表明：采用信号的时频特征作为输入,模型比单纯采用时域或频域特征具有更高的精度。