基于无人机倾斜摄影的白格堰塞区三维重建

为研究倾斜摄影技术在堰塞灾害现场的适用性,在介绍倾斜摄影的建模原理的基础上,阐述了无人机倾斜摄影的步骤要点,并在白格堰塞现场进行了无人机飞行作业。以无人机所采集的POS数据、图像数据为基础,进行了图像筛选、空中三角测量计算、点云稠密重建及点云三角化,完成了白格堰塞区三维数字模型重建。以数字高程模型、数字地表模型、正射影像等形式展示了白格堰塞区地貌,并测算了白格堰塞体形态、结构等方面的特征信息。结果表明,无人机倾斜摄影可以适应堰塞现场的复杂环境,具备快速进入目标区域、高效完成测绘任务的能力。     

基于离散元法的顺层岩质边坡的地震响应分析

基于离散元法,结合某水电站厂房后缘顺层岩质边坡工程,研究缓倾角多结构面岩质边坡的地震响应规律及锚杆的加固效果,提出了该边坡抗震加固优化方案。研究表明:未加固顺层块状岩质边坡在地震过程中位移呈现阶梯式增长,地震结束时刻边坡岩块松散崩落;加固后边坡位移显著减小,且能在地震作用下保持稳定;锚杆的剪力响应与其附近结构面的相对位移相关性强,表明锚杆附近岩层面间的相对位移是激发锚杆加固作用的主要因素,在坡面出露且出露点低的岩层面在地震作用下相对位移较大,对应的锚杆承受剪力也较大,据此可更合理地布置锚杆。     

考虑黏土–结构接触变形的剪切–渗流耦合试验

针对高黏土心墙坝岸坡部位接触黏土与混凝土基座接触面的剪切渗流问题,研制了一整套可用于开展黏土与结构接触剪切力学特性和渗流特性研究的剪切–渗流耦合试验系统。该系统可实现接触面的大剪切变形,控制剪切变形与渗流方向正交,自动获取接触面力学特性与渗透特性的演化过程。通过开展接触黏土渗透试验及接触黏土–结构接触面力学特性试验,验证了该试验系统的可靠性。对某高心墙土石坝接触黏土料开展剪切–渗流耦合试验,结果表明：在低正应力下,试样整体渗透系数随剪切变形的增大先减小后增大,最后趋于稳定;在高正应力下,整体渗透系数随剪切变形的增大而不断减小并快速趋于稳定;探讨了不同正应力下土体剪胀性对接触黏土–结构接触面渗透性的影响机制。提出了结构粗糙度对接触面的渗透特性的影响有待进一步研究。     

考虑渗透溶蚀作用的防渗帷幕耐久性控制指标

帷幕是水工程常用的防渗结构,在其长期的服役过程中,渗透溶蚀会导致固相钙分解,渗透系数增大,防渗作用下降。目前,帷幕的渗透溶蚀耐久性缺乏控制指标,影响工程效益。在综合分析各种相关文献、试验和仿真模拟基础上,本文提出了水泥基材料渗透-溶蚀耦合分析模型,研究了渗透系数、固相钙成分对帷幕渗透溶蚀耐久性的影响,发现孔隙溶液的渗透流速影响帷幕的溶蚀进程,氢氧化钙和水化硅酸钙含量决定了最终溶蚀程度,建议采用帷幕孔隙溶液流速和氢氧化钙含量作为耐久性控制指标,当氢氧化钙含量控制在2%以下、帷幕孔隙溶液渗透流速不超过1×10~(-6)m/s时,帷幕渗透系数在运行50 a以后增大值在1个数量级以内。     

基于AHP-GA的某混凝土面板堆石坝渗透参数反分析方法

针对仅以水头观测资料进行渗透系数反分析存在结果不唯一的问题,引入渗流量观测资料建立以水头和渗流量的误差加权平方和作为目标的函数,提出了基于层次分析法(AHP)和遗传算法(GA)的某混凝土面板堆石坝渗透参数反分析方法。先通过BP神经网络建立介质渗透系数及边界水位与计算水头和渗流量之间的隐式映射关系,将水头和渗流量等数据的各项误差归一化后构造目标函数;然后应用AHP计算目标函数中水头和渗流量测点误差项的权系数,利用GA进行全局寻优,求解带有约束条件的多目标优化问题;最后,应用提出的方法反演分析了某水电站面板坝的渗流场,得到了坝体和坝基材料的渗透系数。结果表明,该渗流反分析方法收敛快、计算效率高且拟合的测点水头和渗流量与实测值吻合好,渗透系数符合实际。