灌浆圈劣化条件下高外水隧洞长期服役性态演化

长期服役过程中,在渗透溶蚀、化学侵蚀等物理化学作用下,高外水隧洞衬砌外围灌浆加固裂隙岩体(灌浆圈)的力学性能逐渐劣化,是影响高外水隧洞长效服役的主要因素之一。为实现灌浆圈劣化条件下高外水隧洞服役性态的长期演化过程分析,基于饱和多孔介质有效应力原理,综合考虑围岩、灌浆圈及衬砌混凝土抗渗性能的动态演化和灌浆圈力学性能的时变劣化,建立了高外水隧洞长期服役性态渗流-应力-损伤-劣化直接耦合分析模型,并在ABAQUS平台上进行了数值实现。以某深埋高外水引水隧洞为实例,模拟了其在灌浆圈时变劣化条件下服役性态的长期演化过程,结果表明,随着服役时间的延长,距离开挖边界较近处岩体内的水力梯度和衬砌承担的外水作用逐渐减小,围岩、灌浆圈及混凝土衬砌向内收缩,隧洞呈现出以混凝土衬砌压溃为先兆的变形失稳破坏模式。

混凝土坝服役性态监测效应量安全监控指标拟定方法

表征混凝土坝服役性态变化的监测效应量,其变化客观反映了大坝的工作性态变化,为确保大坝的安全运行,需对相应的监测效应量拟定安全监控指标,传统的方法在假定一定失效概率的前提下拟定监控指标,人为因素影响较大。经对传统方法不足的分析,基于典型小概率方法和层次分析法的思想,提出了混凝土坝服役性态评价等级属性不等区间的划分方法,在此基础上,综合运用最大熵原理,构建反映混凝土坝服役性态变化的监测效应量概率密度函数,提出拟定对应大坝服役性态评价不同等级属性的监测效应量安全监控指标的方法,并通过工程实例验证了所提出方法的可行性和有效性。

大跨度预应力混凝土空心面板服役性态安全评价

宁波某泊位码头结构服役多年,受到海洋大气环境侵蚀、涨落潮等影响,加上现有设计标准有所提高,亟需对该码头涉及到的预应力混凝土空心面板进行安全评价。然而,目前对使用中的预应力结构缺乏相应检测技术规程,不能进行有效评价。为此,根据该码头现场实际情况,采取原位静载试验与数值仿真分析相结合的手段,择优选取单跨跨中截面竖向位移和承载能力为主要评价指标,以雷达深度为检测指标,对其面板进行服役性态安全评价。结果表明,目前面板无外观质量缺陷,整体平整度高,其承载能力、结构变形均在安全指标范围内,码头仍可正常运行。本文提出的评估方法为码头预应力结构寿命周期内结构安全评估和后期加固提供了有力的参考依据。

基于概率分布的大坝服役性态预警指标估计

大坝服役性态预警指标估计对实现大坝安全监控意义重大。结合大坝服役性态自身特点,选取威布尔(Weibull)分布(含三参数和二参数模型)、伽玛(Gamma)分布和对数正态(Log-normal)分布,针对某坝#18坝段坝顶沉降、坝顶径向位移和坝体温度三种不同效应量,分别建立概率分布模型,以其与真实效应量累计概率分布间的差异性为判据,结合大坝失事概率,完成概率分布模型比较和预警指标估计。结果表明,四种分布模型均满足K-S检验,但三参数Weibull分布模型在坝顶沉陷和径向位移方面拟合效果更优,二参数Weibull分布模型在温度预警指标估计方面更有优势。

水电站厂房组合框架结构静动态服役性态分析研究进展

为准确、高效地评估高发频率、高烈变地震区水电站厂房钢-混框架结构静动力服役性态特征,结合模型试验、数值分析、方法评估等研究成果,重点进行了钢管组合柱复合服役性能试验研究与机理分析、钢-混凝土组合楼板服役性能试验与理论分析、钢-混凝土组合节点服役性能与安全承载分析试验研究与机理分析、钢-混凝土组合框架结构静动态服役性能研究、钢-混凝土组合框架结构抗冲击服役性能研究、大型组合框架结构服役性能优化分析。对水电站厂房框架结构服役性态研究方法,以及水电站厂房钢筋混凝土结构、水电站厂房钢-混凝土框架结构服役性态方面的研究进展进行了归纳,总结出钢-混凝土组合结构在水电站厂房框架结构中的发展与工程运用中存在的问题及需要推进的研究工作,旨在进行水电站厂房结构服役性能提升与安全保障技术研究。

混凝土坝长效服役性态的多源信息融合推理方法

利用复杂系统具备学习功能的人工智能技术,构建了基于黑板结构的混凝土坝长效服役性态的多源信息融合推理分析体系,设计了混凝土坝长效服役性态的多源信息融合推理的知识库和推理机制,实现了对多源信息融合算法的综合控制,为提高混凝土坝服役性态安全评价的可靠性和准确性提供技术支持.

大坝实测服役性态抗噪预测模型

大坝变形、渗流、应力应变等服役性态的原型监测数据序列,多具有非线性特征且易受噪声污染。为基于原型监测数据,通过构建大坝服役性态预测模型,高效合理地拟合和预测大坝非线性服役性态,需高度重视模型抗噪能力和泛化能力的提升。源于此目标,综合应用小波、支持向量机(SVM)、粒子群算法(PSO)等工具,开展了大坝实测服役性态抗噪预测模型的构建方法和应用研究。在对大坝服役性态原型监测数据小波消噪处理的基础上,借助支持向量机,建立了大坝实测服役性态预测模型;考虑模型精度受SVM惩罚因子及核函数参数影响显著的特点,引入PSO算法,实现了支持向量机参数的寻优。将文中方法应用于某实际大坝变形实测性态预测模型的构建,结果表明,所构建的抗噪预测模型较传统统计回归模型,在预测能力方面有一定的优越性,且对样本数量方面的要求可适当放宽,体现出较强的工程实用性。

基于改进粗糙熵的大坝服役性态推理

大坝监测多源效应量权重的确定对融合分析推理及识别大坝服役性态,进而实现大坝安全监控具有重要意义。大坝多源效应量评价系统具有随机性和不确定性特点,合理度量该系统的不确定性是实现大坝服役性态准确推理的前提。基于经典粗糙集理论,在阐述现有研究方法所不足的基础上,借鉴已有研究成果,提出了分别利用粗糙度和粗糙熵刻画大坝系统集合边界不确定性和知识不确定性,并将两者有机结合,构建大坝系统不确定性度量的改进粗糙熵模型。最后结合具体工程实例,实现了大坝监测多源效应量赋权及大坝服役性态合理推理,为大坝监测多源效应量融合分析及评价提供一种新思路。

基于POT模型建立大坝服役性态预警指标

借助预警指标实时辨识大坝服役性态是大坝安全监控的重要手段。传统多依据大坝服役性态效应量测值序列的年极值为分析子样来估计预警指标。本文基于极值理论中的POT(Peaks over Threshold)模型,通过阈值的设定,以超限数据序列作为建模分析的对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据子样,结合大坝的失事概率实现预警指标的估计。该方法不研究效应量测值序列的整体分布情况,只关注序列的超限值分布情况;充分考虑了所有较大测值出现的可能,更好地体现了数据样本的分布特征,因此得到的预警指标能更客观地反映工程实际。

基于知识图谱和熵值优化的高桩码头模糊评估

高桩码头应用广泛,在其服役期内可能受到超载、淤积、环境腐蚀等因素影响,出现结构性能退化,对其进行服役性态评估具有重要价值。基于已有行业规范与工程案例整理了中国常见码头结构形式的服役性态评估指标体系,采用Top-down方式创建指标体系的知识图谱,并利用visNetwork工具包编写指标体系内核代码与BS架构交互界面。结合AHP-FCE法与评估指标进行码头服役性态评估:建立评语集与评估等级集进而得到模糊评估向量;采用熵值法(EM)对层次分析(AHP)中的权值进行修正,从而实现客观赋权。最后,以中国东南沿海某海港高桩码头结构为例进行流程演示,结合该工程特点从知识图谱中抽取安全评估指标并建立该工程分级评估系统,分层计算模糊评估向量并得到码头整体安全等级为A级。该结果与工程检测机构评估结果一致,验证了所建知识图谱的适用性与修正的AHP-FCE法的正确性,说明该方法可推广应用于其他各类码头结构的运维评估。

混凝土坝流激响应分析与性状诊断方法研究进展

混凝土坝在泄洪时泄流结构不断经受高速水流的拍击振动,所造成的老坝裂缝拓展和坝体累积损伤关乎整个水利工程的运行安危,依托对坝体泄流结构进行安全监测与诊断是保障混凝土坝稳定运行与健康服役的重要技术手段.文中在概括混凝土坝静动态监测与测试技术、流激振动响应分析方法与服役性态信息融合诊断等方面所开展科研工作的基础上,论述了混凝土坝流激响应特性和体征判诊方法的现有研究成果,并结合混凝土坝运行体征状态探讨了当前研究的不足与亟待发展和完善的研究领域,以期进一步完善混凝土坝泄流激振监控理论体系,为混凝土坝长效服役和运行管理提供理论依据与决策支持.