基于因子分析法的大坝变形安全监控模型

针对传统变形监控模型分析和解决变量间相关性的不足,借助因子分析法通过寻求变量的公共因子,概括出相互独立的影响因子,得出影响大坝变形的主要因素及其影响程度。实例分析结果表明,因子分析模型处理监测数据的相关性较传统模型有一定优势,更大限度地解释了原始数据信息。     

使用改进的分层抽取法研究淤泥沉积过程中的强度变化

现有的分层抽取法不能测试沉积过程中淤泥强度的变化,并且需要使用较多的孔隙水应力传感器导致试验成本很高。因此对此方法进行了改进,主要有研制了可测试强度极低淤泥的室内微型高精度十字板剪切仪和一个孔隙水应力传感器切换测试沉积柱不同高度处孔隙水应力的装置。由试验结果可知实测的数据完全满足需要,证明此方法是可行的。利用改进的分层抽取法可得到淤泥沉积过程中的泥水分界面高度、含水率（密度）、超静孔隙水应力、有效应力、颗粒分布、强度、压缩性、渗透性等参数的变化规律,可研究时间尺度较大的沉积淤泥的大变形自重固结和强度问题,并为进一步进行大变形自重固结的数值模拟提供了基础。     

基于Hypermesh的水工结构建模及应用

介绍了Hypermesh软件与CAD软件联合仿真的步骤,重点阐述了该建模方法中对网格的形状、疏密和衔接进行控制的原则。以不均匀地基上结构复杂的某水闸为例,系统地介绍选取特征断面构造模型几何轮廓、综合考虑多个断面划分二维网格和借助土层分界面建立地基的建模方法。经检验,该水闸模型质量满足仿真要求,计算结果符合水闸受力特征,最大拉应力为3.077 MPa(顺河向),出现在闸门过水1工况下水闸边墩支座上。Hypermesh结合CAD平面图建模的方法能够实现复杂水工结构仿真,对水工结构的安全评估具有一定参考价值。     

基于三维黏弹性边界的混凝土重力坝抗震性能分析

为进一步推动三维黏弹性人工边界在坝工抗震领域的研究和应用,更为方便地实现边界设置和波动输入方法与大型商业软件相结合,基于黏弹性边界基本理论及ANSYS有限元软件中的弹簧—阻尼单元,编制了三维黏弹性人工边界程序,该程序可有效求出边界结点的等效荷载,从而可以实现黏弹性边界单元的波动输入。然后,通过数值算例验证得出地表位移最大值接近入射波幅值的2倍,说明该程序的计算结果具有较高的精度。最后,将黏弹性边界单元及地震波入射方法应用到巴基斯坦玛尔水电站典型溢流坝段的抗震分析中,计算结果显示,在设计地震作用下坝体的动力响应峰值较固定边界下可减小20%~40%,说明考虑无限地基阻尼影响是很有必要的。     

透水四面体框架群防护特性及其与抛石防护的对比研究

透水四面体框架群能降低其附近的水流流速、耗散水流的能量,起到减速防冲和促淤的效果,同时也可以保护床沙、抑制局部冲刷.不同的抛投密度防护效果也不同,随着抛投密度的增加,其防护效果几乎线性增强,但达到一定限度后将不再增加.抛石防护是使用历史较早、使用频率较高的一种桥墩局部冲刷防护措施.抛石防护就是将所选石料布设于桥墩周围床面上,用以提高桥墩周围河床床面的抗冲能力.抛石防护主要工作原理是保护床沙、增加其起动或扬动流速;增大桥墩附近局部糙率、减小局部流速.本文采用多组水槽清水冲刷试验,对比分析了透水四面体框架群在不同抛投密度条件下的防护效果差异,及其与抛石防护桥墩局部冲刷的最大深度及其整体防护效果的优劣,为四面体框架群和抛石防护的应用提供一些决策所必须的技术参数.     

尾闾段河网一维水流数学模型应用研究

尾闾段河网常常是连接上下游的水上通航要道,且上游洪水需要通过尾闾段河网下泄,这就使得尾闾段河网水流运动的研究成为非常重要和十分必要的课题之一.在对尾闾段河网水流的运动特点及一维河网计算的研究现状评述的基础上,选用自编程序“河网水动力模型”和商用软件HEC-RAS分别建立一维河网水流模型,应用于赣江尾闾段,针对洪水流量、中水流量和枯水流量分别计算沿程水位.在洪水流量下,根据计算所得的水面线,找出各主要站点的水位作为警戒水位,当该站点水位有接近警戒水位的趋势时,提请有关部门应做好防洪工作.在中水期,主要考虑造床流量的影响.在枯水期,根据计算得出的水位,得到各主要站点的最低通航水位,为枯水期能否顺利通航提供依据.     

河流横向混合系数的研究进展

横向混合系数是河流中污染物横向混合特性的重要体现与反映。本文针对不同河道情况下横向混合系数的确定方法进行了分析。首先归纳不同河道的无量纲横向混合系数的量值分布及代表性公式,顺直室内水槽试验的无量纲横向混合系数值在0.1~0.26范围内,天然河道量值分布较为离散,基本大于室内水槽的数值,并对不同代表性公式的适用条件和范围进行阐述;之后总结了利用示踪试验数据计算横向混合系数的各种参数计算方法,矩法和直线图解法简便易操作,线性回归法可分析非惰性污染物,加速遗传算法、人工神经网络等优化算法提高了计算精度并降低了人为主观性;接着详细介绍了弯曲河道中利用横向速度公式带入三重积分来计算横向混合系数的理论方法,Odgaard和Rozovskii的断面横向速度表达式与横向混合系数存在较好的响应关系,量化了二次流对弯曲河道横向混合系数的影响;同时对含植物、有冰层覆盖明渠以及不规则河岸等其他情况下的横向混合系数的探索进行了总结,最后提出了天然河流中横向混合系数研究中有待进一步探讨的问题。     

鄱阳湖入江水道和长江南京段泥沙表面特性研究

为探究泥沙分级后表面特性的变化规律,采集了鄱阳湖入江水道和长江南京段江心洲尾的泥沙,依据粒径分组对泥沙颗粒的级配和表面特性(比表面积、孔体积及孔径)进行了实验分析,结果表明,鄱阳湖入江水道和长江南京段泥沙颗粒均以黏粒、粉粒和细砂粒为主,比表面积范围为3.2²5.12m2/g,属于中孔材料;泥沙颗粒的比表面积随中值粒径的增大而减小,两者呈良好的幂指数关系,即在黏粒和细粉粒范围内,比表面积随中值粒径的减少而迅速减小;与分级沙样相比,混合沙样中值粒径与比表面积的关系与分级沙样趋势相近,量值略大于分级沙样;泥沙颗粒的相对比表面积和轴比较大,当粒径大于15μm时,相对比表面积和轴比随泥沙粒径增大而缓慢增加,而当粒径小于15μm时,随泥沙粒径增大相对比表面积和轴比急剧上升。     

机器学习算法在大坝安全监控系统中的集成方法

为方便在大坝安全监控系统中灵活应用新型机器学习算法，提出了一种应用组件对象模型（COM）技术将机器学习算法集成到大坝安全监控系统中的方法，相比于在开发系统中直接对机器学习算法进行编程，该方法可节省大量的编程时间，缩短开发周期，效果较好。     

三峡工程永久船闸的渗透压力分析

分析了三峡蓄水至172 m永久船闸的渗压情况。渗压是影响永久船闸安全运行的重要因素,为监测其渗压情况,设置了完整的渗流渗压监测系统。对船闸运行长期以来及三峡水库蓄水加密观测资料进行了统计分析并对典型测点建立回归方程,以了解建筑物基础渗压变化规律及变化趋势,为其安全运行提供了依据。