HD水电站坝基扬压力分析及监控指标拟定

针对HD水电站坝基扬压力监测资料,采用定性和定量相结合的方法对扬压力进行深入分析,并根据置信区间法和典型小概率法拟定了监控指标。结果表明,各测点实测扬压力水位极值与年变幅相对稳定,扬压力水位均在设计范围内,帷幕防渗效果较好;坝基扬压力逐步回归统计模型精度较高,坝基扬压力受上游水位分量、下游水位分量和时效分量影响较大,受温度分量和降雨分量影响较小;典型小概率法拟定的监控指标略大于置信区间法和历史最大值。

考虑侧向渗流边界条件的结构基底扬压力计算方法

扬压力是结构稳定设计中的重要荷载,但结构基底扬压力计算的常用方法——图形法仅能考虑上、下游水头边界条件而无法考虑结构基底侧向渗流边界条件的影响。因此,以某水电站工程为例,通过建立溢洪道基底岩体的二维平面渗流分析模型,研究基底水流向下游及两侧边渗流时扬压力的分布规律。结果表明,在考虑侧向渗流边界条件的影响下,所建模型计算的基底扬压力值相比于图形法更小,扬压力的分布结果更符合实际工程渗流规律。

高拱坝坝基扬压力异常问题分析

渗流特性是反映水利工程运行性态的重要内容,某高拱坝在蓄水运行3年后,渗流特性表现出了一定的异常现象。本文基于该工程渗流渗压监测数据,通过环境量数据进行统计模型建模分析,定量分析和评价了水压、降雨、温度和时效等分量对坝基扬压力的影响,并以2019年为典型年,计算了效应量的各分量变幅占比,得出由于降雨影响,水通过微细裂隙入渗至坝基导致扬压力异常,同时本文的分析思路可为同类工程监测资料分析提供借鉴。

防渗墙对导流坝扬压力的影响研究

为了防止河道渗流对导流坝施加扬压力,对大坝造成损坏,通过对大坝周围的防渗墙进行数值模拟,在不同位置和角度条件下,研究防渗墙对导流坝扬压力的影响。结果表明,上拔力的最小值在大坝截流位的上游,最大值位于大坝末端;在上游或下游的相对位置设置防渗墙,渗流流量最小;在坝中相对位置设置防渗墙,渗流流量最大。研究成果可为类似防渗墙工程提供参考。

使用渗压系数评价运行期坝基扬压力的利弊探讨

在混凝土坝运行过程中,通常采用渗压系数评价坝基扬压力的大小,并进一步评价大坝渗控系统的工作性态。根据沙沱、光照水电站的实测数据分析发现,采用渗压系数作为监控指标虽然简单、直观,但并不能真实反映坝基的工作状况。建议设计单位在进行结构计算时,除了提供单一的扬压力系数取值外,还应根据计算工况、安全余度反算各坝段的扬压力控制值供运行单位使用;运行单位在日常资料分析中,除了关注扬压力系数及扬压力外,还应该结合其变化过程及其他监测项目综合分析。

重力坝计算与实测坝踵应力差异中扬压力作用研究

坝踵应力是评价重力坝安全的重要指标,按无拉应力准则设计的重力坝采用有限单元法分析时往往出现较大的拉应力,但实际工程中未见观测到拉应力的报道,有的甚至出现较大压应力,同时实测应力变幅往往远小于计算值。本文统计了国内外24座重力坝观测结果,分析了坝踵应力蓄水前后变化特点,以一典型重力坝断面为例,采用材料力学法和有限元法对坝踵应力进行计算,对比分析了理论坝踵和实测坝踵应力变化规律,重点研究了扬压力对两个坝踵点应力贡献作用,揭示了计算和观测坝踵应力差异的原因之一。结果表明:理论上的坝踵应力是坝踵基岩一侧计入扬压力作用的有效应力,实测坝踵应力则是距基础一定距离、坝体混凝土内部的总应力,两者存在一个与扬压力接近的应力差;按无拉应力准则设计的重力坝,坝内测点不会出现拉应力,最小压应力为0.5~1.0倍的上游水头;实测坝踵的有效应力取决于渗流场和孔隙水压力系数(B系数),该点渗透压力变幅小于上游水头且存在滞后,致使应力变幅明显小于理论坝踵应力变幅;扬压力在理论坝踵和实测坝踵的作用差异是实测与计算坝踵应力差异显著的重要原因之一。

基于CNN-GRU的混凝土大坝扬压力预测模型研究

为准确预测混凝土大坝扬压力的变化趋势,基于扬压力历史监测数据,通过卷积神经网络(CNN)自动获取大坝历史监测数据在高维空间的联系,建立大坝环境量与扬压力的映射关系,结合门控循环单元(GRU)处理长时序监测数据的优越性,构建CNN-GRU扬压力预测模型,并以某大坝为例进行模型性能验证。研究结果表明:本文提出的模型在4个测点的MAE分别为0.1554,0.03976,0.2306,0.1827 m,RMSE分别为0.0272,0.05485,0.2916,0.2128 m,能够高精度地演绎扬压力整体及局部拐点上的变化趋势,其预测性能明显优于PSO-BP、BBO-SVM、GRU、LSTM模型。研究结果可为大坝安全监测提供支撑。

基于边缘计算的闸坝扬压力在线分级预警方法

为精准实现闸坝扬压力现地在线分级预警,根据扬压力对闸坝安全影响的物理本质,以混凝土重力坝为例,采用坝段横向监测断面上每相邻两点实测扬压力连线逼近坝基真实扬压力分布,通过嵌入式系统边缘计算上述连线与坝基线之间所围成的“面积”,得到实测扬压力,然后基于实测扬压力计算抗滑稳定安全系数及抗倾覆稳定安全系数等,并与相应的规范值对比,从而实现扬压力在线分级预警。为将日常工况转化成规范对应的典型工况,在稳定安全系数计算过程中,采用适合嵌入式系统边缘计算条件且计算复杂度低的深度学习模型GRU(循环门单元)将实测扬压力映射到典型控制工况。通过工程实例验证了该方法的有效性。

排水孔和防渗墙对导流坝水力坡降和扬压力的影响

在多孔基础上建造的导流坝等水工结构中,上下游之间的水位差会造成渗水现象,从而导致水工结构地板的混凝土表面出现裂缝。本研究通过实验和数值方法研究了排水孔和防渗墙对导流坝下扬压力和水力梯度的影响。结果表明:在水力梯度和扬压力方面,距离坝趾最近的二元组合排水孔1^(#)2^(#)具有最佳的性能,15cm防渗墙和排水孔的同时使用明显改善了坝下渗流现象的水力条件。综上,同时使用防渗墙和排水孔组合1^(#)2^(#)非常有效地控制了水力梯度和扬压力的渗流损失。

龙开口水电站大坝坝基扬压力监测数据对比分析

扬压力监测是碾压混凝土重力坝安全监测项目的关键内容之一,是大坝安全性和稳定性分析的重要依据。目前,大坝扬压力监测基本已实现自动化测量,但是自动化测量的数据可靠性和稳定性依然存在诸多问题,自动化测量不能真正替代人工观测,为此还需要定期开展人工测量。通过对龙开口水电站48个坝基测压管近两年的观测数据,与相同时间段的人工测值进行比对,绘制测值随时间变化的过程线对比图,对测压管自动化与人工监测数据的差异性进行定量、定性分析,依托过程线分析法并结合现场实际条件探究主要的误差来源,并提出了相应的解决对策,为提升龙开口水电站扬压力监测成果的可靠性和准确性奠定了基础,分析方法和误差校正对策可推广运用于其他水电工程。

混凝土坝扬压力观测装置评价及其数据应用

作为混凝土重力坝的重要荷载之一,坝基扬压力的大小及演变对大坝安全运行具有十分重要的影响。从监测装置评价、相关系数计算、监控指标拟定等方面说明了日常扬压力监测工作中需要注意的问题。给出了扬压力观测装置评价方法、标准,指出了强度系数计算中容易混淆的地方,通过置信区间法、典型小概率法、结构计算值、历史极值、规范允许值等手段,综合确定扬压力监控指标,并给出了应用原则。

某泄水闸渗流及扬压力分析

水利工程基岩的渗透性会因为构造裂隙的存在而发生改变,产生的扬压力会增强坝基的滑动力,增大坝基出现破坏的概率,所以研究其渗流特性的变化十分重要。以某大坝泄水闸为例,根据其基岩的结构特点,通过建立数值模型分析水闸裂隙岩体的渗流情况,研究结果表明:未设置防渗帷幕时,监测所得流量最大值、最低值和平均值均高于设置防渗帷幕,后者比前者结构面内的流量平均值减小了0.54×10^(3)m^(3)/s,减小了23.3%,表示防渗帷幕有较好的防水效果;有帷幕时的扬压力要低于无帷幕工况,有帷幕时和无帷幕时的平均扬压力值分别为0.43MPa和0.56MPa,前者与后者相比降低了近30%;加上动力荷载能够明显增大渗流量,渗流量在无动力工况和有动力工况的平均值分别为2.13×10^(-3)m^(3)/s和2.66×10^(-3)m^(3)/s,提高了近19.9%;扬压力在有帷幕工况和无帷幕工况下的平均值分别为0.743MPa和0.589MPa,增加近20.7%。

里底水电站河床式坝基扬压力监测分析

结合里底水电站河床式坝基扬压力监测资料成果,对坝基扬压力分布进行纵向横向分析,并建立坝基扬压力统计回归模型,对河床式电站坝基扬压力进行全面系统的分析。主帷幕灌浆廊道内大部分测压管与上游水位有较好的相关性;坝基扬压力横纵向分布整体稳定,满足设计要求;扬压力的主要影响因素是库水位,且具有滞后性,温度和时效也对扬压力有影响。

遗传算法优化BP神经网络在大坝扬压力预测中的应用

针对BP神经网络的局部极小和收敛慢等问题,提出了利用遗传算法的选择、交叉和变异操作优化BP神经网络的权值和阈值,将优化后的BP神经网络用于预测大坝扬压力。通过实例应用,将遗传算法优化的BP神经网络与逐步回归、BP神经网络预测相对比,结果表明遗传算法优化的BP神经网络收敛快且预测结果精度高。

泥石流拦砂坝底扬压力分布及影响因素试验

泥石流拦砂坝底的扬压力会抵消坝体的部分有效荷重,影响其抗倾覆稳定性。为了研究拦砂坝底扬压力的分布规律及其影响因素,设计制作了拦砂坝模型和扬压力采集系统,开展了不同沟床坡度和不同坝前堆积条件下的扬压力模拟试验。试验结果表明,扬压力自坝踵至坝趾不断减小,且与渗流距离呈线性关系,当坝前有堆积物时相关系数绝对值达到0.98以上;沟床坡度明显影响坝底扬压力的分布。随着沟床坡度的增加,扬压力不断减小,且对坝踵处扬压力的影响较坝趾处更大;坝底和坝前堆积物的渗透性对扬压力的影响也很显著,它们的渗透性越差,扬压力就越小;坝前堆积物的渗透性还显著影响扬压力的分布规律,渗透性越差,其分布规律性就越强。研究成果为深入研究泥石流拦砂坝底扬压力的作用过程和作用机制奠定了基础。

丰满大坝坝基扬压力安全监控指标拟定

对丰满大坝16个坝段坝基扬压力进行分析,确定26#、27#坝段为需要重点监测的典型坝段。采用置信区间估计法和典型小概率法,拟定坝基扬压力的安全监控指标,用于施工初期老坝的安全预警。置信区间法没有联系大坝的失事原因和机理,物理概念不十分明确,而典型小概率法简单易行。

三峡工程坝基扬压力三维有限元分析

本文考虑到三峡工程坝基岩体的非均质各向异性特征,采用三维有限单元法计算不同防、排水条件下坝基扬压力大小和分布.考虑到结构面的控水作用,文章还分析了结构面产状要素对坝底扬压力大小的影响.

基于相似理论的重力坝扬压力等效模拟方法研究

扬压力是影响重力坝坝基稳定的一个重要因素,为了研究在重力坝抗滑稳定模型试验中扬压力的试验模拟方法,应用了力学分析、理论推导和数值模拟3种方法。依据重力坝的受力特征,提出了用等效荷载模拟扬压力的试验方法及等效荷载的计算公式,并应用模型相似理论,推论了等效模型与实际模型之间存在的相似关系。在此基础上,通过对均质坝基上的重力坝进行数值计算,对比分析了等效模型与实际模型的结构特性,验证了扬压力等效模拟方法的等效性和合理性。研究结果表明,等效荷载模拟方法能较好地模拟扬压力的作用,可用于重力坝抗滑稳定模型试验中。

李家峡大坝6号坝段坝基扬压力异常成因综合分析

针对李家峡大坝6号坝段坝基扬压力产生异常的现象,建立了该坝及坝基的三维渗流有限元模型。详细介绍了模型中防渗帷幕及坝基、坝体排水孔模拟的方法,并且利用人工神经网络反演了岩体的渗透系数张量,对坝基进行了渗流有限元分析,分析不同防渗、排水以及基岩地质条件下的坝基渗流场,评估了各种因素对坝基渗流场的影响,结合坝基钻孔取芯、水质分析等试验成果,分析了扬压力异常的物理成因。研究结果表明,引起扬压力异常的原因是防渗帷幕局部存在缺陷,且帷幕前浅部岩层存在强透水带。建议对右岸6号坝段坝基进行灌浆处理,以阻断渗漏通道,提高防渗帷幕的阻水效果,并加强对渗水的抽排工作,以有效地降低扬压力。

基于遗传算法的LIBSVM模型大坝扬压力预测研究

支持向量机(S VM)模型的核心问题是惩罚因子c和核函数参数g的选取.通常支持向量机库工具箱(LIBSVM)采用传统网格搜索算法进行参数寻优,只能得到交叉验证意义下的全局最优解,在更大范围内进行参数寻优比较费时,且效率较低,针对这一问题,提出了基于遗传算法的启发式寻优,以交叉验证(CV)意义下的准确率为适应度,通过一系列的选择交叉变异操作,得到最优的c和g,将优化后的SVM模型应用于大坝扬压力的预测.通过某大坝扬压力监测的实例应用,将遗传算法优化的LIBSVM与传统的LIBSVM预测相对比,预测效果更好,精度更高.