震损水库应急抢险风险决策和技术

“5·12”汶川大地震使得大量水库出现严重的险情,严重威胁了下游的人民生命财产安全,因此,及时对震损水库进行应急检测,制定切实可行的应急避抢险方案成为摆在各级政府和部门面前的一个重大任务。本文在综合目前常用的各种抢险技术基础上,提出针对震损水库主要险情的应急避抢险技术,同时鉴于地震灾区存在诸多风险,重点强调了风险决策的基本要求和思路。     

考虑主筋约束作用的高压水工隧洞衬砌裂缝开度研究

针对高压水工隧洞衬砌裂缝开度的研究,基于钢筋混凝土有限差分方法,引入Cable结构单元,对衬砌开裂后混凝土—钢筋的联合承载特性进行分析,结果显示,裂缝开裂位置与衬砌力学状态有关。通过探讨运行期高内水压力工况下主筋对衬砌裂缝的约束效果,分析了环向配筋率、钢筋位置、隧洞半径和围岩类别对衬砌裂缝开度的影响,并通过逐步回归分析提出高压水工隧洞衬砌的限裂设计优化方法。结果表明:衬砌最大裂缝开度与环向配筋率、围岩变形模量呈反比,选择适中的钢筋位置可以实现对衬砌的最佳约束;在衬砌限裂的优化设计过程中,建议优先采取固结灌浆等工程措施,改善围岩力学性能,其次提高衬砌环向配筋率以减小最大裂缝开度,将调整钢筋位置和隧洞半径作为衬砌限裂的辅助方法。本文研究成果为高压水工隧洞衬砌限裂设计配筋计算和裂缝预测提供重要参考。     

考虑梯级水库影响的重力坝抗滑稳定安全系数研究

水利工程朝着梯级化、流域化发展,然而水工建筑物设计时并未考虑梯级水库对单体水工建筑物的影响,亟需建立考虑梯级影响的水工建筑物设计方法和安全标准。基于可靠度方法的相对安全率理论把传统方法安全系数、分项系数安全系数和可靠指标放在同一平台比较和关联,通过对特等工程相对安全率的计算以及对结果线性回归,提出特1级工程失效概率1×10-6对应的允许可靠指标为4.7,安全系数标准值4.5;特2级工程失效概率5×10-6对应的允许可靠指标为4.45,安全系数标准值3.5分别处于同一风险控制级别。     

基于模糊C均值聚类的振冲碎石桩加固地层识别

精准掌握软弱地基的地质信息资料是确定振冲碎石桩施工工艺和控制成桩质量的重要依据。现有地质勘探技术确定地层地质信息的方法存在较大的随机性和离散性,不能获取所有加固区域的地质条件。为了克服传统方法存在的缺陷,依托拉哇水电站振冲碎石桩施工过程实时监控系统采集到的大量桩成孔过程中与地层分类属性相关的数据,通过对大数据进行清洗,选取与地层分类属性相关的进尺深度、速度和电流为特征属性,采用模糊C均值聚类算法对软弱地基进行地层识别研究。结果表明,与传统的K-means算法相比,本文方法对地层分类识别具有更高的准确性和优越性,可实现对地层地质条件的实时研判。研究成果对后续进行振冲碎石桩施工质量合理评价以及振冲碎石桩桩成过程智能化施工等都有重要的指导意义。     

混凝土细观破裂过程的CT图像分析

在混凝土CT图像的处理、描述、分析等工作方面进行了有益的探索.利用CT技术对混凝土的细观破裂过程进行实时扫描观测,获得了混凝土试件实时CT图像和应力应变曲线,并提取出图像上各点的CT数加以整理.通过对图像和CT数进行分析表明,混凝土试件的裂纹一般围绕骨料在砂浆中扩展,尤其是砂浆与骨料的粘结面是研究混凝土破损的关键区域,混凝土的破坏过程可以分为压密、扩容、CT尺度裂纹扩展、破坏4个阶段.     

亭子口重力坝深层抗滑稳定性分析

亭子口水利枢纽大坝是红岩层地区最高的重力坝,坝基部位存在倾向下游且走向与坝轴线夹角较小的软岩、岩层层面和泥化夹层,以及顺河向的陡倾裂隙,因此亭子口重力坝存在较严重的深层抗滑问题。本文在结合坝基下覆岩层分布状态确定滑移模式的基础上探讨了坝基深层抗滑稳定性分析方法的适用性,并应用广义等K法和分项系数极限状态设计方法对亭子口重力坝表孔坝段的深层抗滑稳定性进行了深入研究,并在此基础上对广义等K法中的条块作用力与水平面的夹角φ对深层抗滑稳定性作了敏感性分析。两种稳定性计算方法的结果均表明亭子口重力坝表孔坝段深层抗滑稳定性基本能满足规范要求;广义等K法中条块作用力与水平面的夹角φ取值对深层抗滑稳定分析成果有显著的影响,建议在亭子口深层抗滑稳定分析中φ取5°～10°。     

基于综合赋权法的面板堆石坝面板健康状态的权重研究

本文分析了混凝土面板堆石坝面板健康状态的影响因素,建立了面板性态初级评估层次结构图,并利用综合赋权法确定了各因素的权重。以模拟退火算法(SA)和改进的层次分析法(AHP)作为主观赋权法,将检验判断矩阵的一致性问题改进为求解非线性优化问题,得到了更加稳定准确的主观权重。同时结合BP神经网络的客观赋权法,通过基础样本对网络进行训练,利用BP神经网络的自动赋权特点客观地得出了各因素的客观权重。结合实际工程,采用Matlab编写程序,展示了主客观权重的算法耦合,客观间接地评估了面板的状态。     

抗剪断参数对抗滑稳定可靠度指标的影响

为确定抗剪公式和抗剪断公式的适用工况,研究了岩体抗剪断参数不同均值、不同概率分布以及摩擦系数的变异系数对建筑物可靠度指标的影响;利用规范规定的岩体抗剪断参数对国内已建混凝土坝进行相应的可靠度指标计算和评价,并分别计算抗剪安全系数和抗剪断安全系数;按照规范规定黏聚力取对数正态分布,摩擦系数取正态分布,证明两者取值范围能够计算出合理的可靠度指标或安全系数,摩擦系数的变异系数对可靠度指标影响极大;建议岩体力学参数取值采用SL 319—2005《混凝土重力坝设计规范》的规定值,黏聚力和摩擦系数的概率分布均选择对数正态分布为宜,抗剪公式和抗剪断公式适用于不同的工程地质条件。     

玻纤土工格栅的抗拉性能研究

通过对玻璃纤维土工格栅在不同温度条件下的拉伸试验和不同老化时间后的拉伸试验,得到其拉伸断裂强度和断裂伸长率等数据。试验数据分析表明：玻璃纤维土工格栅的断裂强度随着温度的增加而增加,但在10 ℃时存在突变。玻璃纤维土工格栅的断裂伸长率随着老化时间的增长而下降,经过一定老化时间后趋于稳定值。玻璃纤维土工格栅极限伸长率较低,其适应变形能力较差,特别是低温环境中。     

基于防排水措施的灰场深厚湿陷性黄土地基处理

通过对黄土产生湿陷的内、外因素分析,认为黄土产生湿陷的内因是黄土的结构性,外因是浸水与压力,因此在深厚湿陷性黄土地基处理中,通过一定的防、排水措施可以减弱或消除黄土产生湿陷的外因,从而避免黄土地基浸水湿陷。本文以山西王曲电厂灰场深厚湿陷性黄土地基的防排水处理措施为例,在分析黄土湿陷性机理的基础上,对该灰场深厚湿陷性黄土地基处理的设计思路及设计方案进行了介绍,可为今后相似工程地质条件下的工程设计提供有益的参考和借鉴。