白鹤滩拱坝基础垫座方案优化研究

白鹤滩高拱坝地基地质条件复杂,需要设计大范围的垫座以改善受力条件。目前关于拱坝地基和坝肩处理措施的研究大多依赖工程经验,尚没有完整、可靠的垫座评价准则。提出拱坝垫座设计的综合优化方法,通过分析垫座对坝体的影响及垫座自身的稳定性,找到最优的设计方案。该方法综合坝体位移、应力、屈服区、抗滑安全度等因素,采用不平衡力分析坝踵开裂,采用塑性余能范数(PCE)评价垫座整体稳定。不平衡力是结构局部失稳后的度量,能够有效地预测裂纹扩展部位和方向。余能范数是不平衡力的标量范数,可用于判断结构的整体稳定性。对比4种垫座设计方案,通过对坝体位移、坝踵开裂、垫座整体稳定和抗滑安全度的分析,确定将垫座视为坝体、垫座上游侧设缝为白鹤滩拱坝垫座的最优设计方案。     

基于ANSYS前后处理的混凝土温度场及温度应力仿真程序编制

目前已有的大体积混凝土温度场及温度应力仿真分析程序大部分利用自身的前后处理程序,使得前后处理程序的编制工作繁重且容易出错.采用ANSYS软件作为前后处理工具,可避免大量重复工作,提高有限之前后处理的工作效率和数据的可靠性,改善前后处理界面的友好性.     

无限单元法在坝体温度场分析中的尝试

为提高计算效率,首次在温度分析中引入无限单元法,给出了一种无限元温度模式,以有限元与无限元耦合的方式分析大坝及其基础的温度场,可以有效地考虑坝基的影响,并较常规有限元计算大大减少了计算的单元数量,同时对无限单元模型中衰减函数的衰减系数及衰减中心位置的选取进行了探讨.算例表明,该方法计算精度良好,在节约计算时间、提高运算效率方面的效果十分显著.算例结果显示,在所建议的较广的取值范围内,不同的衰减系数和衰减中心对计算结果的影响并不显著,均可取得较好的计算成果,并表明该方法给出的温度无限元的计算模型具有良好的数值稳定性,是一种切实可行的方法.     

无限单元法在坝体混凝土温度场分析中的应用

通过在温度场分析中引入无限单元法,以有限元与无限元耦合的方式分析大坝及其基础的温度场,可以有效地考虑坝基的影响,以较少的计算量,得到与常规有限元相近的精度.还对无限单元模型中衰减函数的衰减系数、衰减中心位置的选取以及无限单元在无限方向上的计算点位置进行了探讨.算例研究表明,无限元温度场分析模型计算精度良好,无限元方法用于计算大体积混凝土温度场在节约计算时间、提高运算效率方面的效果十分显著.在所建议的较广的取值范围内,该法均可取得较好的计算结果,具有良好的数值稳定性.     

考虑人体与水流相互作用的溃坝洪水生命损失评估模型

溃坝洪水会给下游人民群众造成巨大的生命损失，开展溃坝洪水造成的生命损失风险定量评估对应急抢险救灾具有重要的现实意义。本文在已有生命损失贝叶斯网络HURAM1.0模型基础上，引入了人体稳定性物理模型，考虑人体与水流相互作用关系，对处于洪水中的人先进行稳定性判定，并进行溺水判定，运用蒙特卡洛模拟方法，综合了水深和水流速对生命损失的影响，建立HURAM2.0模型；并将该模型应用于唐家山堰塞坝溃坝洪水生命损失分析。结果表明：HURAM2.0模型建立了水流流速对生命损失影响的定量关系，更精确地刻画了人体在水流中的稳定性和求生能力，相比HURAM1.0模型对较强洪水强度条件下的生命损失预测结果更准确。同时，在本文建立的模型中，除水深度、洪水严重程度变化不大，其余变量的敏感性均有所上升，其中居民区住宅层数、在建筑物中庇护情况和溃坝时长等变量对模型计算结果的最大影响程度分别增加142%、95%和93%，加强了模型在低、中、高3类洪水强度下的解释性，与HURAM1.0相比在贝叶斯反演分析中更占优势。在唐家山堰塞坝溃坝风险分析中，HURAM2.0能区分出不同水流速条件下的生命损失，更符合实际情况，即开挖泄流槽前风险大、死亡率高，在现场勘测和开挖泄流槽后风险及死亡人数大大降低，建议结合预警疏散以降低生命损失风险。     

基于DLBSOM的水下机器人集群任务分配与路径规划

为保证多自主水下机器人（Multiple Autonomous Underwater Vehicle, MAUV）在多目标冲突条件下执行探测任务,提出一种双层生物自组织映射（Double Layer Bio-inspired Self-Organism Map , DLBSOM）算法完成自适应正向-反向初始任务分配。针对受洋流和单体AUV有限能耗影响的MAUV探测任务容易出现的无效任务分配问题,引入一种带有能量激活函数的任务重分配策略来优化任务。建立任务紧迫性生物启发神经网络（Task Urgency Bio-inspired Neural Network , TUBNN）模型描述受洋流影响的水下环境,引入基于模糊互补判断矩阵的距离和供能强度因子,以说明洋流和任务重分配轨迹距离的相互影响。当AUV进入以目标为中心的预警范围时,通过调整AUV的速度实现对目标的精细探测。结合AUV转弯半径数据和非线性运动学方程,对路径进行平滑处理,使其符合水下机器人的运动学约束。最终通过仿真试验验证了该方法的可行性和有效性。     

龙开口水电站大坝抗震研究与设计

龙开口水电站工程枢纽区地震基本烈度为Ⅷ度,基岩场地设计水平峰值加速度为0.394g,大坝抗震分析和抗震措施设计是工程关键技术问题之一.采用数值计算方法和模型试验,对碾压混凝土大坝进行了全面的动力分析,并根据研究成果进行了有针对性的抗震设计.     

综采工作面沿空机巷的综合治理

通过对综采工作面沿空机巷压力大、断面缩小的综合治理,提出了用十字梁支护法、二次挑顶法等技术措施,确保了综采工作面的正常回采。     

DXF接口技术及其在拱坝应力分析中的应用

拱坝应力分析中应用DXF接口技术，可以利用AutoCAD强大的图形编辑功能，并能准确地实现程序之间的数据传递。对DXF接口技术及其在拱坝应力分析中的应用作了介绍。     

混凝土性能预测及配合比优化系统Compos的设计与实现

以水泥、粉煤灰、矿粉、粗细骨料和水等各种原材料的用量及其关键质量指标为自变量,采用线性及非线性数学方法建立混凝土力学、工作性及耐久性预测模型。以该系列模型为基础,进一步开展混凝土配合比优化方法研究,最终建立Compos混凝土性能预测及配合比优化专家系统。系统具有成本优化功能,并同时可按《规范》设计配合比,进行大体积混凝土温度场分析。