基于B/S结构的三维交互式灌浆可视化系统的研制及应用

目前存在的灌浆系统对数据的处理采用的多是二维成果图表,但它却不能直观地分析不同灌浆参数的空间分布情况,因此也影响了系统的实用性。针对上述问题,本文采用数据库技术、计算机图形处理技术、面向对象技术和三维可视化技术,建立基于B/S结构的三维交互式灌浆可视化系统,从三维的角度提供了一灌浆工程控制分析平台。

基于三维地质模型的坝基灌浆工程可视化分析

利用Struts和Hibernate技术,对灌浆数据进行采集和整理,在灌浆分析系统中将这些灌浆数据转化为三维灌浆孔模型,实现三维地质模型和灌浆数据耦合;在耦合模型的基础上对灌浆效果进行可视化分析:对任意排灌浆孔模型进行三维地质模型剖切,揭示每排灌浆孔模型的不良地质体垂直分布情况;通过改变单位注灰量较大灌浆孔模型的颜色属性,耦合其对应的三维地质模型,从而实现单位注灰量在地质模型中的可视化分析;在灌浆参数基础上自动生成其对应的综合剖面,将地质条件耦合到剖面中,赋予综合剖面图地质信息属性;通过对任意灌浆孔段进行地质信息数字化,明确每个灌浆孔段是否通过不良地质体以及各个不良地质体的高程分布;以施工单元为基准,对单位注灰量和地质信息进行耦合统计分析。通过工程应用实例表明,基于三维地质模型对整个坝基灌浆工程的可视化分析,可以有效指导灌浆工作并能对灌浆效果做到及时、有效的反馈分析,为工程管理人员做出快速的决策提供可靠的依据,从而提高工作效率和工作水平。

膨胀土岸坡健康在线评估与修复平台构建与应用

构建膨胀土岸坡健康在线评估与修复全链条技术平台,是膨胀土防治中需解决的难题之一。为此,本文构建了数学模型,研发了在线评估数据实时采集技术和像素级、特征级及决策级三级数据融合技术,提出膨胀土岸坡健康度动态评估和预警算法,实现了岸坡“健康”“亚健康”和“隐患”状态实时评估及“不健康”预警,研发了“外隔内排”修复加固措施,构建了从信息采集融合到健康动态评估与预警再到修复加固的膨胀土岸坡防治全链条技术平台,提升了膨胀土岸坡防治水平。以南水北调渠首宋岗码头岸坡为试验载体,结果表明:平台采集的数据完整,融合度较好;2203组在线评估与预警数据与实际相符,算法可行;修复加固措施明显降低了土壤湿度和渗压值,具有推广价值。

海上风电桩基“抛石+”复合防护方法试验研究

针对现有海上风电基础冲刷防护措施的失效机理及薄弱之处,利用扰流环的驻涡原理降低了水流对抛石层的沉陷破坏、利用套筒固定抛石层从而减弱了抛石层的边缘破坏、利用仿生水草垫阻碍下潜水流及侧向来流的功能有效减弱了抛石层的剪切破坏,由此分别提出了“抛石+扰流环”“抛石+套筒”“抛石+仿生水草”三种新型复合防护方法,并按照3类复合防护措施的布置方式提出10种具体的复合防护设计。进一步开展物理模型试验,评估不同复合防护方法的防护效果。试验结果表明,海流作用下3类复合防护的防护效果均较好且明显优于抛石单独防护,防护效率均在66%以上。当抛石铺设范围为3倍单桩直径、抛石厚度为2倍的中值粒径,扰流环内部直径设置为2倍单桩直径、距离抛石层0.5倍桩径时,扰流环能够更好地发挥作用,使得到达抛石层以及周围泥沙的水流分散并且流速减缓,此种复合防护方法的防护效率为82.2%,能够达到理想的防护效果。

强降水、高雨频条件下高边坡施工及排水技术研究

文章针对强降水、高雨频条件下高边坡易发生停工、滑坡及坡面汇水等问题,提出了耦合降雨强度和地质信息的施工时序模型,研发了新型复合式边坡高效快速排水装置,以上方法和装置在Mirador铜矿得到了成功应用。有效减少了Mirador铜矿排洪沟边坡因降雨导致的边坡停工次数,保证了工程施工进度;文章提出的新型复合式边坡高效快速排水装置具有施工工艺简单、施工工期短、排水高效等优势,对于其他类似高边坡工程具有借鉴意义。

碾压混凝土坝防渗层及渗控结构优化分析

针对碾压混凝土重力坝的渗漏问题,以某实际的高碾压混凝土重力坝防渗结构为研究对象,实现了基于伽辽金法的渗控结构渗流数值模拟分析,以"变态混凝土-二级配碾压混凝土"为主要防渗材料,对采用不同厚度的上游防渗材料、不同布置方式的碾压混凝土坝渗控结构进行了计算和对比分析。结果表明:不同上游防渗材料的厚度变化对坝体渗流量影响不同,二级配碾压混凝土的厚度对坝体渗流量的影响是近似线性的,而变态混凝土的厚度对其影响则是非线性的;渗控结构的布置对坝体渗流场的宏观特性起决定性作用,排水孔幕能降低约80%的坝体渗流量和约60%的渗水溢出高程;坝体渗控结构的布置方式对坝基渗流无影响。在规范许可和条件允许的前提下,建议采用厚度为5m以上的二级配碾压混凝土厚度、不超过0.8m的上游变态混凝土和0.5m左右的下游变态混凝土,并在阻渗结构后加密布置排水孔幕以增大坝体局部垂向渗透性,这样既能保证施工质量,也能取得不错的防渗效果。

基于模糊综合评价的岩溶帷幕灌浆效果分析

针对岩溶帷幕灌浆效果评价存在控制因素多、难以统筹定量分析、现行方法具有片面性等问题,提出了基于模糊综合评价法的灌浆效果评价模型。首先构建了模型因素集U、评价集V、评价矩阵R,然后确定了基于层次分析法的权系数向量D,通过模糊合成算子得到了决策集E,实现了灌浆效果多维度定量评价。并以构皮滩水电站为例对模型进行了验证分析,分析结果表明:提出的灌浆效果评价模型与现行传统评价方法具有较好的同步性,但相较于现行方法,该模型不仅可反馈灌后岩体透水率,也可诠释灌后岩体完整性和岩溶封堵程度,具有更高的评价维度和更全面真实的评价体系,具有广阔的行业推广前景。

漳泽水库大坝结构安全分析与评价

漳泽水库大坝于1960年建成,1989年至1995年全面改建后,大坝加高5m。加高后新坝体的结构安全是历次安全评价重点关心的问题。本文结合漳泽水库2008年结构安全评价成果和运行期监测资料,系统分析了新旧坝体的沉降变形状态,并对大坝渗流和坝坡稳定进行了计算分析,结果表明:目前水库大坝新旧坝体的沉降均达到稳定状态,坝面发生危险性裂缝的可能性很小,上下游坡面的稳定安全系数均满足规范要求,不存在抗滑稳定问题。

漳泽水库大坝结构安全分析

本文根据漳泽水库2008年结构安全评价成果和运行期监测资料,对新旧坝体的沉降变形状态、大坝渗流和坝坡稳定进行了计算,分析结果表明:大坝各监测点倾度值均未超过临界破坏倾度值,坝面产生危险性纵、横向裂缝的可能性不大;大坝整体渗流状态正常,不存在渗流破坏问题;各种工况下大坝上、下游坝坡的最小安全系数均满足规范要求,不存在抗滑稳定问题。

城市深埋隧洞超大超深竖井支护选型及结构设计

针对城市深埋隧洞超深超大竖井支护型式选型、结构尺寸合理拟定、控制竖井变形等设计重难点问题,以深圳LT输水隧洞工程3^(#)工作井为例,详细阐述了超深超大竖井支护选型、稳定计算和结构设计全过程。193个深基坑工程案例表明,对于深度大于40m的基坑,支护型式普遍采用地下连续墙,墙体厚度普遍取为1.2m。理论计算结果揭示:3^(#)工作井支护采用1.2m厚的地下连续墙,12种工况墙体倾覆稳定系数为1.30~3.21,墙内侧水平位移最大值为9.89mm,稳定和变形满足规范要求,1.2m厚地下连续墙支护设计方案可行。调研的大量工程案例及采用的理论计算方法将为其他城市深埋隧洞竖井设计提供可靠的借鉴经验。

基于遗传神经网络的灌浆单位注灰量预测方法

灌浆为地下隐蔽工程,合理预测单位注灰量对于控制灌浆工程质量具有重要指导意义。考虑单位注灰量与岩体透水率、岩性、RQD值、破碎程度、灌浆压力和高程等有高度非线性关系,提出一种基于遗传神经网络模型的单位注灰量预测方法,模型由输入层(6个神经元节点)、隐藏层(13个神经元节点)和输出层(1个神经元节点)构成,并采用遗传算法确定初始权重向量,以确保模型获取的最优值为全局最优解。为验证模型精度,以某水电站为例,采用模型对10组样本进行预测,结果表明:10组样本单位注灰量预测值和实际值绝对误差为0.38~78.75 kg/m,相对误差平均值为15.78%,两者基本吻合,模型具有较好的预测精度,灌浆工程师可根据预测值实时调整灌浆工艺,实现灌浆质量过程控制。

深埋软岩隧洞施工过程动态数值模拟研究——以西藏某引水隧洞为例

以西藏某引水隧洞工程施工为例,采用通用软件FLAC3D对深埋软岩隧洞施工开挖过程中的围岩稳定性和锚固支护受力演化过程进行分析,揭示了塑性区、围岩变形和应力分布的总体规律。通过对该引水隧洞施工开挖和锚固支护的模拟计算,论证了隧洞开挖的稳定性以及锚杆、喷混凝土、钢拱架的支护作用,并提出洞室结构锚固支护合理时机宜为滞后掌子面一个施工进尺。对同类深埋软岩隧洞工程具有一定借鉴意义。

两项锚索革新结构及其工艺简介

锚索施工多在高陡边坡、狭窄洞室等高难复杂环境下进行，施工过程中普遍存在锚索体推送安装困难及外锚头钢绞线易腐蚀等现象，给锚索施工进度及使用寿命带来不利影响。针对此现状，作者依托相关科研课题研发了“新型锚索对中支架”和“新型外锚头钢绞线保护”两项实用新型专利。本文介绍该两项专利的具体构造及施工工艺流程，并分析了新型结构的优势和有益效果，为解决锚索施工中“锚索体推送安装困难”和“外端头钢绞线易腐蚀”等难题提供了新的途径。

孤山航电枢纽工程坝基处理及渗控方案设计

为解决孤山航电枢纽工程坝基基础处理存在地质条件复杂、断层发育、固结灌浆与混凝土浇筑干扰强、地基处理工程量和难度大等问题,针对坝基岩体特性、吕荣线及地下水位分布以及坝高等因素,综合确定该工程坝基固结灌浆及防渗帷幕设计方案。固结灌浆布置于重力坝坝踵区、泄水闸上下游侧,孔排距为2.5 m×2.5 m,孔深为5~6 m。防渗帷幕贯穿两岸山体、重力坝段及泄水闸坝段,采用单排帷幕,防渗标准为5 Lu,帷幕后设置排水孔,帷幕灌浆孔和排水孔孔距均为2.5 m。坝基灌后检测结果表明:岩体声波和透水率满足规范要求;该方案有效地提高了坝基岩体完整性、减小了坝基变形、降低了基础扬压力、减少了大坝渗漏量,设计方案合理可靠。

提高陶岔渠首两岸帷幕灌浆施工工效

提高陶岔渠首工程帷幕灌浆施工工效,是确保水库正常蓄水及南水北调中线工程按期输水的关键性问题。针对这一关键性问题,陶岔工程QC小组展开了现状调查,全面分析影响施工工效的原因,并为要因制定相应对策。对策实施后,帷幕灌浆施工工效得到显著提高,保证了工程质量和工期,节约了工程投资,同时还带来了显著的社会效益。

藻渡水库库内大型煤矿群防护处理研究

藻渡水库为Ⅱ等大(2)型工程,距坝址约10 km的库内左右两岸分布有松藻、藻渡、平翔、兴隆、团结、油坊等大型煤矿群。煤矿位于二叠系龙潭组及栖霞组地层,岩溶发育,水文地质条件极其复杂。水库蓄水至高程375 m后,将对库内左右两岸的松藻、平翔等煤矿造成不同程度的影响,威胁矿井及生产安全,并可能出现库水顺矿井向邻谷渗漏的问题,从而影响水库蓄水,须采取有效防护措施。基于现有水文地质资料,在充分论证库水与煤矿群相互影响的基础上,提出对右岸煤矿进行关停封闭,对左岸藻渡煤矿及松藻煤矿采取"隔、防、堵、排、监测"的综合防护措施,解决了在蓄水条件下藻渡水库库内煤矿群的防护处理这一技术难题。

高水头大流量管道型渗漏定量控制反向灌浆封堵新技术

针对现有动水条件下处理高水头大流量管道型渗漏时,存在的处理难度大、效果差、工期长、材料浪费严重,技术经济的可控性差问题,研发了能构建静水环境的专利装置止水灌浆盒,提出了定量控制反向灌浆封堵新技术,并成功应用于工程实践。

孤山航电枢纽工程罗行滩滑坡稳定性分析与治理设计

汉江孤山航电枢纽工程坝址上游右岸罗行滩滑坡为中型堆积体滑坡,体积约70万m 3,为避免滑坡失稳对水库大坝、电站及道路等造成危害,运用摩根斯坦-普莱斯法及不平衡推力传递隐式法进行滑坡稳定分析,并基于计算分析成果,设计了削方减载及前缘护脚、地表排水等滑坡治理措施。结果表明:上述处理措施可有效提高滑坡体的稳定性,减小滑坡变形,降低失稳风险。该综合加固处理设计方案合理可靠,满足工程要求。

中欧规范关于双向偏心受压构件计算方法的对比

我国规范与欧洲规范针对双向偏心受力构件的计算要求,在计算方法上有较大不同,由此对计算结果也产生影响。故详细介绍了我国规范GB50007[1]与欧洲规范EN1992[2]有关理论背景,对影响双向偏心受力构件计算结果的因素进行了对比分析,并结合算例对两种规范的配筋计算结果进行了详细对比。分析结果表明,中欧规范在屈服理论,验算方法等方面的规定存在一定差异,反映出中欧规范在双向偏心受力构件影响因素方面存在不同考虑及机理认识上的差异,这些差异使由此计算所得到的构件配筋设计有所不同,欧洲规范方法更为保守。

斜波入射式多气室OWC装置前墙荷载特性

海洋动力环境作用下,振荡水柱(OWC)波浪能发电装置气室前墙承受巨大的荷载作用。针对一种新型的斜波入射式多气室振荡水柱(MCOWC)装置,考察了装置前墙荷载特征,建立了波浪与MCOWC装置相互作用的数值模型,并通过已有数据验证了模型的可靠性。基于该数值模型分析了装置前墙荷载特性,探究了不同周期下气室前墙内外侧所受压力及压强的整体分布情况。研究结果表明:前墙气室内侧受到的水平荷载比外侧更大;在较小的周期条件下气室内侧的非线性效应相较于大周期条件更为明显;在波陡参数为2.45的波浪作用下,前气室前墙迎浪面所受相对压强最大值较传统单气室OWC装置降低约62%,而后气室较传统单气室OWC装置降低约35%,斜波入射式MCOWC装置可有效减小入射波对OWC气室前墙的荷载作用。