水工结构变形预测模型构建与解释

现有基于机器学习算法的水工结构安全监控模型结果的可解释性较差。为提高安全监控模型的可解释性,发展一种基于集成学习算法的水工结构变形预测模型构建与解释方法。简述改进统计模型及随机森林(RF)、极端梯度提升树(XGBoost)两种常用的集成学习算法,引入沙普利值可加性解释(SHAP)方法实现集成学习算法模型结果的可解释性,阐述SHAP方法的原理和推导过程。以某运行初期特高拱坝变形数据为例验证方法的有效性和实用性。结果表明,XGBoost模型具有较高的预测精度,预测集决定系数大于0.982,改进统计模型精度次之,RF模型精度相对较低;SHAP方法可以分离不同自变量对效应量的影响大小,并能给出全局和局部的影响机制,实现模型拟合和预测结果的可解释性。提出的方法综合了“机理驱动”和“数据驱动”模型的优势,可为水工结构运行管理提供决策参考。

新工科背景下“高等水工结构”课程体系创新与实践

新工科建设背景下,我国高等教育需适应新时代对工程技术人才的需求,推进工程教育创新和改革发展。文章以西安理工大学特色研究生课程“高等水工结构”为载体,通过融入新工科教育理念,分析该课程建设过程中面临的问题与挑战,结合西部地区水工结构工程学科研究生培养特征,针对性地提出基于课程知识体系构建、课程模型创新、探索性平台建设以及精细化考核方式等四方面的课程体系创新方法。通过教学内容的更新与教学方法的改革,学生学习效果、课程影响力均明显提高,为水工结构工程课程改革提供了新思路与新方法。

基于文献分析的水工结构课程教学改革

文章利用CNKI数据库提取样本并采用Excel表格对每年的发文数量进行统计,同时使用Origin软件绘制折线图,对水工结构课程教学改革进行了探索,并提出了教学建议,包括教学内容的调整、教学方法的创新、评价体系的建立。

水工结构工程裂缝机理及防治探讨

为了深入理解水工结构工程裂缝的成因并探索有效的防治措施,本文首先介绍了水工结构工程裂缝的形成机理,以此为依据,本文提出了控制施工材料质量、温差裂缝防治、荷载应力防治以及填充技术应用等防治策略。通过系统研究,本文认为科学选择施工材料、合理控制施工温度、优化结构设计以及采用先进的修复技术能有效减少裂缝产生,提高水工结构工程的稳定性和耐久性。研究结果表明,综合防治策略对于水工结构工程裂缝控制具有重要意义。

水工结构冲蚀病害防护新材料及修复应用

为了有效应对水工结构冲蚀病害,提高结构的耐久性和安全性,本文首先介绍了工程概况及水工结构冲蚀作用机理。随后,通过深入分析和比较,提出了冲蚀病害防护新材料的选型原则。在此基础上,建立了修复结构模型,并详细阐述了修复工艺的应用过程。最后,对修复效果进行了全面评价。研究结果表明,所选用的新材料在防护效果和施工便利性上均表现出色,为水工结构冲蚀病害的防护与修复提供了新的解决方案。

再生混凝土水工结构对海洋氯离子的抗渗性能研究

混凝土水工结构对海洋氯离子的抗渗性直接影响结构使用寿命,文章通过再生混凝土毛细水上升高度试验和快速氯离子扩散系数试验,测得再生混凝土对海洋氯离子的抗渗性能。结果表明:增大再生细骨料替换率不利于混凝土的抗侵蚀性,建议再生混凝土配比中适当增大粗骨料替换率,可采用替换粗骨料75%,替换细骨料25%的方案。研究结果为再生混凝土在海洋水工结构中的利用提供借鉴。

不同修复材料对水工结构应用效果影响的研究

近年来,随着科技水平的不断提高,水工结构修复材料在研究和应用方面已取得重大成就。由传统水泥基修复材料向近代聚合物修复材料和复合材料修复材料发展,多种新型修复材料不断涌现,给水工结构修复工作带来更多的选择。但不同修复材料的应用效果是有区别的,因此如何选用适宜的修复材料来改善水工结构修复效果已成为目前研究中的一个热点与难点。

水利工程中水工结构应力监测与损伤状态评估

为了促进水利工程水工结构应力监测及损伤状态评估精度及效率的提高,本文通过对现有应力监测技术局限性及新技术发展趋势进行了深入剖析,提出一种基于物联网,大数据分析,人工智能等技术进行全面监测及评价的方法。通过建立高效稳定传感器网络实现水工结构应力实时监测和数据传输;利用大数据分析技术对监测数据进行有用信息挖掘,从而为损伤状态的评价提供强有力的支撑;采用人工智能技术实现损伤演化趋势精确预测。实验验证和案例分析结果表明:该研究所提方法能有效地对水工结构损伤状态进行辨识,对损伤程度进行定量评估,对损伤演化趋势进行预测,从而为水利工程安全运行提供有力保证。

水工结构在抗洪抢险中的应用与改进

水工结构在抗洪抢险中的应用与改进是一个关键而复杂的领域。本文通过分析水工结构的基本类型、应用、存在问题、案例分析以及改进方法,全面探讨了水工结构在应对洪水灾害中的作用。成功案例如中国南水北调中线工程展示了水工结构在实际工程中的有效性,而“新奥尔良卡特里娜飓风”事件则凸显了设计缺陷和维护不足的问题。为解决这些问题,先进技术的引入、定期维护与检修以及多层次的防洪体系建设被提出作为改进水工结构的方法。

水工结构工程裂缝成因及防治探讨

水工结构工程作为国家重要的基础设施,在促进经济社会发展、保障人民生命财产安全方面发挥着关键作用。裂缝问题已成为威胁水工结构工程安全与耐久性的主要隐患之一。裂缝的产生受到温度应力、地基沉降、混凝土收缩与干缩以及材料特性等多重因素的影响,给裂缝防治带来了巨大挑战。为了有效应对这一难题,必须深入分析裂缝的成因,并采取综合防治策略。通过优化混凝土设计、加强施工过程控制、采取针对性防裂措施、建立完善的裂缝监测评估体系,同时积极应用智能化监测、绿色环保等新技术新理念,才能从源头上控制裂缝,全过程管理裂缝风险,最大限度地提高水工结构工程的安全性、耐久性和服务水平,为水工事业的可持续发展提供坚实保障。

改进混凝土配方增强水工结构耐磨性的实验研究

为探究改进混凝土混合物以抵抗水工结构磨损损伤的方案可行性。本研究采用一种改进的耐磨装置对常振混凝土混合料的耐磨性进行了估算。本研究铸造了18个试样。在7d和28d龄期测试了三种不同的抗压强度(25、35和55MPa)和三种不同搅拌桨角度(30°、45°和60°)的磨损损伤。结果表明,对于60°桨叶,混凝土强度分别从25MPa提高到35和55MPa,混凝土的耐磨性分别降低了11.9%和49.9%。此外,该设备的研磨能力最低是通过使用标准桨叶实现的,而最高可通过使用60°桨叶实现。

港口海岸工程高桩框架码头水工结构设计实践应用

高桩码头作为港口货运的重要基础设施,在港口货运码头建设上有技术及经济上的相对优势。本文深入探讨了高桩码头的建设问题,从场区工艺荷载、地形地貌、水文条件以及气象等多个角度进行了全面分析。同时,综合考虑了船舶停靠、货物装卸等工艺荷载对码头结构的影响,为码头结构设计提供了科学依据。通过综合研究,最终提出了适用于高桩码头的水工结构方案,该方案在技术上合理可行,能够确保码头的稳定性和安全性,为港口的高效运营和持续发展提供了有力支持。

水利水电工程中的水工结构工程应力分析

在水利水电工程的体系框架中,水工结构扮演着不可或缺的角色,其质量以及运行安全性直接左右工程的整体效益。本次针对这一问题探究,利用理论分析结合实验观测的方式,对水工结构中所承受的应力进行深入剖析,以期找寻并筛查一种适合于衡量水工结构应力状况的模型与方法。经过研究确认,影响水工结构应力的元素中,水压、自身重量、温度以及地震等因素无疑占据主导地位,同时,水工结构本身的材质属性、形态规格、体积大小以及支撑状况等也会对应力分布产生直接或间接的影响。通过构建数字模型和在真实工程环境下开展应力测试,对所倡导的模型和评估方式的准确性与实用性进行了验证。研究还发现,结构应力的分析和控制是提高水工结构工程安全性和延长其使用寿命的重要手段。这些研究结果不仅为水利水电工程中水工结构工程的设计、施工和养护提供了科学依据,同时也具有助于理论研究和实践应用的指导意义。

水利水电工程中的水工结构施工技术探索

水利水电工程在我国水利建设中占据重要地位,其水工结构施工技术直接关系到工程质量。本文通过案例分析,探讨了水工结构施工的技术难点与应对措施。在施工中,常遇精准计算、施工方法选择、抗震能力设计等难题。引入数控技术、大数据分析等先进手段,优化施工方案,能有效提升施工准确性和工程质量。同时,设计阶段需充分考虑地震等自然灾害因素,增强水工结构抗震能力,确保工程安全。本研究对提升我国水利水电工程质量及水工结构施工技术具有重要参考价值。

海岸工程中水工结构设计的挑战与解决方案

为深入探究海岸工程水工结构设计所面临的挑战及解决方法,通过分析气候变化,海洋环境复杂性以及地质条件不确定性等自然环境因素对水工结构所造成的影响,在此基础上厘清设计所面临的挑战。提出包括加强结构设计和分析,提高材料和技术水平,强化环境保护和生态修复等创新策略。通过引进先进数值分析技术,使用高性能材料与防腐技术以及集成生态工程技术,以保证水工结构安全可靠可持续为目标。本论文的研究不但对海岸工程水工结构设计具有一定的理论支持与实践指导作用,而且对今后相关方面的研究具有一定的有益参考作用。

水工结构工程分析计算方法回眸与发展

遵照《国家中长期科学和技术规划》中水利学科的水工结构工程创新前沿研究的要求,针对高坝与特高坝以及病险大坝的特点,讨论这些水工结构工程的关键问题及其存在的重大科学技术问题。重点针对应力分析、极限承载和非线性等关键科学技术问题,评述相关代表成果和研究进展,探讨了现行分析理论与方法的长处和不足,提出宏观、细观与纳观3层嵌套分析模型,微纳尺度分析法与随机疲劳理论等发展方向,以及水工结构工程科学中的应力分析、极限承载与非线性等健康诊断的综合分析理论与方法。

基于三维配筋的水工结构钢筋图自动标注研究

研究了钢筋图中钢筋的自动标注技术 .具体探讨了标注实体的表达、标注规则表示以及标注干涉处理等问题 .

水工结构流激振动响应的反分析

水流诱发工程结构振动在工程中十分常见，如溢流拱坝、泄水管道、导墙、闸门等的振动．有时会影响工程安全运行，甚至破坏，一直受到设计和管理人员的重视．当前比较现代的解决流激振动研究方法是采用水动力学和结构动力学“合二而一”的水弹性模型，同时要求满足两方面的相似条件．但在实践上有很大困难，难免存在一些不相似的因素，致使原型预报发生一些问题．本文从作用荷载出发，首先提出了整体（面）脉动荷载的相关系数求解方法，表明面脉动压力的相关系数可近似采用点脉动压力的相关系数．提出的水工结构流激振反分析方法，可用于由少量测点的动位移实对值反馈分析出整个结构在水流动力荷载作用下的动位移场和动应力场，同时还可用于水弹性模型模拟中不相似因素对振动响应影响的修正，从而解决模型与原型关系问题．通过对几个高水头、大泄量的高溢流拱坝和三峡导墙流激振动研究表明，这一方法在理论上与实践上是统一的和切实可行的．

云南生命线工程及水工结构的地震灾害损失研究

云南地震灾害频发,生命线工程和水工结构破坏严重。本文对1993～2003年云南地区生命线工程和水工结构(常称"水利设施")的震害损失进行了研究。结果表明:1随着社会经济的发展,同等地震能量所造成的经济损失呈增大趋势;2生命线工程及水工结构的地震灾害损失随震级的增大而显著增大;3生命线工程和水利设施占总损失比例的算术平均值之和没有表现出明显的变化特征,较为接近,占11.4%～16.2%。

水工结构混凝土质量检测冲击弹性波技术的研发和应用

针对我国水工建筑物的老化病害状况和耐久性问题,介绍了水工混凝土建筑物混凝土质量与老化性状的常规检测方法和手段,并分析了各种方法的优缺点和研究应用进展。针对现场检测和安全评估中存在的突出问题和难题,研发了基于冲击弹性波的水工混凝土结构无损检测技术体系,包括弹性波层析成像技术、表面波法、冲击回波法及冲击弹性波测试混凝土动弹性模量技术。工程实践证明,该技术可为各类水工混凝土工程的健康诊断、修补加固及安全运行提供技术支撑。