用于获取三轴土样局部水力特性的孔压量测新方法

土体孔隙水压力的量测对于研究其水力特性至关重要。土体的散粒体结构特性使其内部细颗粒极易在水流作用下发生迁移而改变孔压分布,进而影响土体内部的局部结构和水力特性。为捕捉颗粒迁移导致的土体结构局部化响应,提出一种适用于三轴土样可量测局部孔压的新方法。新方法能满足带导管式乳胶膜受应力作用时的密封需求,由此可沿土样轴向和径向布设孔压传感器量测不同位置的孔压,进而研究土体局部水力特性。渗蚀试验结果表明,新方法在应用时具有较好的响应效果,土体局部渗透系数的时空演变揭示了细颗粒迁移具有显著的局部性和不均匀性。

大坝智能建造理论

本文回顾了大坝建造发展历程,总结了大坝智能建造的发展趋势和关键技术,梳理了大坝智能建造的关键问题与智能控制的关系,提出了大坝建造的智能控制理论,详细阐述了智能控制的概念、定义、特征、理论结构、要素,明确了“智能决策+自动控制”为智能控制的两大核心要素,构建了“自主感知与认知信息、智能组织规划与决策任务、自动控制执行机构完成目标”的大坝智能控制系统,并对其设计理念、组成要素、模块特征、应用层级进行了说明。本文所提出的智能控制理论为解决大坝建造过程中结构服役状态调控、全寿命周期安全性能评估、施工风险预测预警、成本造价控制难题,实现“高质、高效、安全、经济、绿色”的智能建设目标提供理论基础。

混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法

温控防裂与横缝工作性态调控是混凝土拱坝施工期面临的两大难题,而冷却通水策略是控制拱坝混凝土安全、横缝开合的关键因素。为此,本文提出了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法,并综合应用智能化控制理念、仿真分析工具、自动控制技术构建了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制系统。分析表明,该系统有效调控了坝体应力与横缝工作性态、充分发挥了混凝土材料性能、大幅提升了温控施工效率,实现了拱坝温控防裂与横缝性态调控的多目标智能优化。

基于变形协调的黏土心墙坝岸坡比优化方法

岸坡与坝体的变形协调问题是黏土心墙坝的重要工程问题,岸坡比则是变形协调的主要影响因素。为了从变形协调的角度对岸坡比进行优化设计,以前坪水库黏土心墙土石坝为例,基于有限元计算,分析了不同岸坡比对坝体变形协调性的影响,主要结论如下:(1)以坝体的最大沉降和变形梯度作为变形指标,以应力拱效应中的应力劣化度作为应力指标,以应力水平作为强度指标,这三类指标可以统称为坝体与岸坡的变形协调评价指标;(2)以岸坡稳定可靠性指标为安全控制指标,以削坡开挖土方量作为经济性控制指标,可以分别确定岸坡比的上、下边界,作为多目标优化分析的优化区间;(3)除变形协调评价指标外,同时引入安全指标,通过各指标功效函数之间的权重组合,对目标函数求极小值,可以实现对岸坡比的多目标优化设计。以所分析的黏土心墙坝为例,基于变形协调控制的优化坡角(坡比)为58°,能同时满足坝体与岸坡的安全性、经济性和变形协调性,表明所提出的岸坡比优化方法是合理的,能为设计提供科学依据。

突变评价法在水库调度多目标风险评价中的应用

针对水库运行期防洪、发电、供水和航运等目标相互影响,调度目标和影响因子相对重要性难以准确判断造成多目标风险综合评价难度较大的问题,在构建风险评价指标体系的基础上,建立了基于突变评价法的水库调度多目标风险分析模型。根据水库主要功能的不同,分别明确了将综合风险最低作为调度目标和防洪风险作为严格约束条件的两种多目标风险评价方法。将该方法应用于工程实例,评价结果与已有优化调度方案较为一致,说明该方法具有较好的可靠性与实用性,可为水库调度多目标风险综合控制提供一种新的方法和思路。

土石材料振动压实模型综述

振动压实模型可用于分析振动碾压机与土体相互作用,理解振动压实机理。介绍了振动压实模型发展现状,根据模型特点进行分类并选取一些代表性的模型进行介绍。振动压实模型包括黏弹性模型与黏弹塑性模型,其中黏弹性模型包括线弹性模型和非线性弹性模型,黏弹塑性模型包括不对称滞回模型和包含塑性原件的黏弹塑性模型。通过对模型特点的介绍,指出了现有模型的优点和存在的不足,并提出振动压实模型应当合理考虑土体变形的黏弹塑性性质和碾压机行走的影响,为压实质量连续监测和压实过程优化提供理论基础。

考虑颗粒破碎影响的粗粒土临界状态研究

粗粒土的临界状态是构建本构模型的重要工具,目前考虑颗粒破碎影响的粗粒土临界状态并不明确。通过大型三轴CD试验,研究了粗粒土在临界状态时的颗粒破碎规律和应力变形特性,探讨了颗粒破碎对粗粒土临界状态应力比和临界状态方程参数的影响。主要结论如下:①粗粒土的临界状态应力比M_c并不是定值,而是与围压之间呈现出非线性的关系;②初始孔隙比对于临界状态应力比M_c的影响则可以忽略;③初始级配相同,围压和初始孔隙比不同的粗粒土,其临界状态在e–(p/p_a)~ξ平面可以用同一条直线来描述,且直线的参数是与初始孔隙比和围压无关的常数。

振动频率对堆石料压实质量监测指标的影响

振动压实过程控制是土石方工程碾压施工的发展方向。通过压实质量连续监测技术可以实时评估当前压实质量,通过振动频率优化技术可以提高压实质量和效率,但目前关于振动频率对压实质量监测指标影响的系统研究较少,这限制了两种技术的结合和发展。为研究振动频率对振动加速度频域类压实质量监测指标的影响,采用不同的振动频率进行堆石料现场碾压试验,分析振动频率大范围变化时对压实计值CMV的影响及原因。结果表明,各振动频率下的CMV与碾压遍数均具有较强的线性相关关系,其可以作为堆石料压实质量监测指标。振动频率对CMV的影响可分为三个区域,即近共振频率区域,低于共振频率区域和高于共振频率区域。共振频率区域振动轮-土相互作用力较大,振动非线性强烈,CMV最大;低于共振频率区域振动轮-土相互作用力较小,不发生跳振,CMV比共振区域的小;高于共振频率区域随着振动频率增大,振动轮-土相互作用减小,CMV减小。

前坪水库筑坝砂砾料现场碾压试验研究

无序人工河道采砂导致前坪水库料场筑坝砂砾料级配范围变化大、离散性大,为进一步明确上坝料级配包线,科学确定碾压施工参数,提高施工工效,验证设计填筑标准的合理性,在选定26 t自行式振动碾条件下,对扰动筑坝砂砾料进行了不同铺厚、不同碾压遍数和不同洒水情况组合的现场碾压试验。在试验基础上,提出能够满足填筑标准的高效碾压施工参数及相应的质量控制措施。

土石坝施工期安全风险—成本风险综合评价

针对施工期土石坝在度汛期间安全和成本两个建设目标既相互联系又相互矛盾的问题,通过建立安全风险—成本风险综合评价模型,分析土石坝建设期间的安全风险,并定义确定性成本和不确定性成本进行不同风险水平下的成本风险分析,最后进行综合风险评价。将该评价模型应用于前坪水库围堰挡水阶段度汛方案的优势比选,得出按照100年一遇设计洪水加高围堰为最佳方案。该理论成果切实指导前坪水库2018年度汛工作,具有较好的科学性和实用性。

引黄涵闸防沙设施不倒式拦沙潜堰探讨

根据黄河下游河道特点、泥沙在水中的分布规律以及沿黄地质、地形等自然条件 ,提出了引黄防沙工程设施的设置及其结构特点 ,并在引水口处使用不倒式拦沙潜堰进行拦沙 .不倒式拦沙潜堰用复合材料制成上轻下重的不倒式单元板块 ,关闸停水时 ,拦沙潜堰直立于引水口静水之中 ,隔断大河与引水渠之间的水流交换 ,防止引水渠及引水口门的淤积 ;开闸引水时 ,使拦沙潜堰顶没入水面以下一定深度 ,表层水流越堰而过 ,含沙大的中、底层水流被阻于大河之中顺流而下 。

大型水库工程建设期管理系统设计与应用

大型水库工程建设期具有参建单位多,涉及人员及专业多,建设期间产生的资料价值高等特点,但目前其信息化程度相比运行期有较大差距。为了提高大型水库工程在建设期的信息化管理水平,高效管理工程积累的资料及数据,结合当前先进的BIM技术、GIS技术、Web技术、移动应用、通信及计算机网络技术等建设大型水库工程建设期管理系统,用信息化手段全面掌握建设期信息,提高水库建设期管理水平。将管理系统应用于前坪水库工程,各参建单位在建设信息管理中不仅降低了时间成本,而且参建各方的工作交流更加直观、方便。该大型水库工程建设期管理系统成功解决了工程建设期存在的质量、进度、投资等管理手段落后、信息查询困难等问题,取得了显著效果。

泥浆泵的改装及其水下开挖清淤试验与运用

为解决在小工作面水下开挖、清淤存在的问题 ,在原江苏泰兴机械厂生产的NL12 5 18型泥浆泵的基础上进行了改装 ,经动水和静水两次实地试验及防沙布帘工程的基础开挖施工运用 ,取得了较好的效果 。

雁鸣湖生态风景区规划建设的思考

一、基本情况 赵口引黄灌区位于河南省中东部黄河南岸大平原．设计灌溉面积590．1万亩（39．34万hm2），是河南省最大灌区。该灌区自1972年开灌以来，引黄河水近60亿m3．为灌区工农业生产和经济社会的发展发挥了重要作用。

前坪水库蓄水运行期水体富营养化预测分析

一、前言北汝河发源于河南省嵩县车村乡,流经嵩县的竹园乡上庄村娄子沟进汝阳县境内,至小店乡黄屯村东北入平顶山市境内。前坪水库选址位于沙颍河支流北汝河上游,拟建成为防洪为主,结合灌溉、供水与发电等综合利用的大型水库工程,总面积约560km^2,共有50余万亩耕地。前坪水库是《淮河流域防洪规划》中确定在北汝河干流上修建的以防洪为主的大型水库,建成后北汝河防洪标准将由不足10年一遇提高到20年一遇。

前坪水库工程技术创新与应用

前坪水库以“工程安全、运行高效,居高望远、引领发展”为技术创新的指导思想,开展了一系列技术攻关,为优化设计、建设管理、运行管理提供技术支撑。充分汲取“互联网+”和“中国制造2025”的科技力量,以创新驱动发展为内在动力,打造智能大坝建设技术高地,为工程创优提供科技支撑。

几种堆石料双曲线模型参数整理方法的比较

利用4种典型堆石料的三轴试验结果,分析了采用直线拟合法、两点法、曲线拟合法等方法整理模型参数时,模型模拟结果与试验结果之间的误差。研究发现,采用曲线拟合法或者邓肯等建议的两点法均可使模型预测结果与试验结果之间的误差较小,但曲线拟合法对复杂问题有更强的适应性。

前坪水库砂砾石黏土心墙坝三维流固耦合分析

针对前坪水库工程砂砾石黏土心墙坝的特点,结合地质、设计和相关试验资料,采用南水双屈服面本构模型,开展三维流固耦合计算分析,计算考虑施工、蓄水时间效应以及运行期长期变形时间效应等,模拟前坪水库工程坝体的填筑过程、施工后至蓄水前、蓄水过程以及运行期的坝体应力变形分布规律和工作性态。研究发现:考虑流固耦合作用时,砂砾石黏土心墙坝最大应力、应变都较耦合前大;坝体在施工期最大沉降率为1.25%,运行期累计最大沉降率为1.36%;施工期最大水平位移为17.7cm,运行期累计最大水平位移为35.2cm。

碾压参数对振动压路机-土动力系统的影响

为研究碾压参数对振动压路机-土动力系统的影响,在完全压实的堆石料上采用10种振动频率和3种车速进行现场振动碾压试验。分析了振动频率和车速对土体测量刚度、振动加速度、滞后相位角和地基反力的影响。结果表明,土体测量刚度在频率为12~18 Hz时随频率增大而增大,振动频率大于18 Hz时在振动减摩效应下,土体测量刚度迅速减小且趋于稳定;土体测量刚度随车速的减小而增大。振动加速度随频率的增大而增大,但因振动减摩而导致土体刚度减小,振动加速度增大趋势与理论分析结果相比减缓;在共振频率之上振动加速度随车速减小而增大,共振频率之下结果与其相反。滞后相位角随频率增大和车速增大而增大。地基反力在共振频率处最大,大于共振频率时缓慢减小,小于共振频率时迅速减小;地基反力在频率大于24 Hz时随车速减小而增大,在频率小于24 Hz时变化不明显。

前坪水库高水头分层取水水温分布研究

高水头大型水库下泄水温对农业灌溉和河流水生态环境影响很大,分析研究高水头水库的水温垂向分布规律及分层取水对放水温度的影响,可以为水库的设计与调控提供科学依据。以前坪水库为研究对象,采用DELFT3D FLOW软件建立其库水温度计算模型,分析了高水头大型水库在分层取水与单层取水两种不同取水方式下的排水温度。该模型选取海洋温度模式,并收集周围气象站的多年平均资料作为背景数据;以水库丰、平、枯、特枯四个典型年份的水文资料为初值条件,上游天然水流入、下游取水出流为边界条件。分析结果表明,采用分层取水方案时,排水温度较为接近自然河水温度,可满足各种作物灌溉需求。