三维激光扫描技术在面板堆石坝挤压边墙变形监测中的应用

为了分析挤压边墙的变形特性对混凝土面板的施工及应力变形影响,首次采用瑞士徕卡公司生产的ScanStation P40扫描仪对涔天河面板堆石坝挤压边墙进行3期扫描,将第1期扫描点云数据作为基准数据,将第2期、第3期扫描的点云数据分别与基准数据进行对比分析来获取挤压边墙的变形特性,然后与同期挤压边墙上的棱镜实测数据对比分析。结果表明:挤压边墙中上部呈向下游位移的趋势,而下部呈向上游位移趋势;基于三维激光扫描的挤压边墙顺河向位移变化区域大于棱镜实测顺河向位移变化区域;挤压边墙中上部沉降较大,两岸沉降较小,挤压边墙处于变形发展阶段,尚不适合进行面板施工;2种监测手段得到的挤压边墙变形趋势基本一致。说明利用三维激光扫描技术对面板堆石坝挤压边墙表面变形进行监测是可行的,可为类似工程提供参考。

基于时空分布模型的混凝土面板堆石坝挤压边墙变形监测资料分析

基于挤压边墙多测点变形监测资料,通过引入监测点的空间坐标标量,结合场理论建立了挤压边墙变形时空分布模型。结合建设中的涔天河水库扩建工程挤压边墙的实测变形资料,验证了本文建立的挤压边墙变形时空分布模型。结果表明,该混凝土面板堆石坝挤压边墙的监测区域上部仍处于发展状态,尚不适合面板混凝土的施工。

基于实测变形的雾江滑坡体弹-黏塑性参数反馈

雾江滑坡位于涔天河水库扩建工程库首右岸的雾江峡谷进口段,下游边坡距大坝仅300余米,是一个典型的古滑坡,滑坡总体积为1 327×10~4 m^3,雾江滑坡稳定与否严重影响到大坝及泄水建筑物的运行与安全。首先分析了滑坡体实测位移;接着针对滑坡体处于缓慢蠕滑过程中,采用极限分析法,假定安全系数为1.0,反演了滑坡体的强度参数;然后选取滑坡体内部钻孔观测位移年蠕滑率,假定滑坡体满足莫尔-库仑屈服准则,由Perzyna假设计算黏塑性应变率,结合滑坡体典型剖面有限元模型,采用弹-黏塑性有限元计算程序进行滑坡体分析,将正交设计法和优化算法相结合,反演获得滑坡体和滑带的弹性模量和黏滞系数,为进行该滑坡堆积体的稳定变形分析和监控提供了依据,也可为同类工程参考。

涔天河面板堆石坝施工期变形监测资料及参数反演分析

对涔天河面板堆石坝施工期变形监测资料进行了较全面分析,然后建立了堆石坝施工期有限元模型。基于实测相对沉降,采用正交设计、神经网络、遗传算法相结合的方法,反演了堆石坝的非线性材料参数。分析表明:(1)涔天河面板堆石坝坝体沉降随着大坝填筑的逐步升高而增大,当填筑到320.3 m高程后,坝体沉降变形渐趋稳定。在施工期间,该大坝经历了"5.20"洪水、"11.11"罕见冬汛等事件,但对堆石坝的变形影响小。(2)基于实测相对沉降进行的堆石坝材料参数反演结果表明,主堆石区的K和Kb较室内剪切试验参数偏小,而其他反演参数结果和室内剪切试验值较为接近,沉降值计算值与实测值的时程曲线趋势符合较好。(3)由于观测房修建滞后,沉降仪从安装埋设到首次观测期间的沉降位移缺乏过程值,建议及时修建观测房,尽早获得沉降过程值。

基于进化神经网络模型的面板堆石坝沉降和面板挠度预测

堆石坝变形和面板挠度的预估对指导堆石坝设计和施工具有重要意义。针对堆石坝室内试验参数和实际参数存在差异,而待建堆石坝缺乏实测变形进行参数反馈,难以较准确预估堆石坝沉降和面板挠度,为此较广泛搜集了类似面板堆石坝工程的监测数据,将遗传算法和神经网络模型相结合,建立了堆石坝工程变形预测的进化神经网络模型。由待建面板堆石坝工程的坝高、宽高比和干密度等作为控制参数,结合训练好的进化神经网络模型,预测得到待建面板堆石坝的变形及面板挠度。实例分析表明,该方法可行。

基于临界压脚体的某滑坡体削坡压脚土方量平衡研究

针对某滑坡体治理时压脚土方量大于削坡土方量的问题,通过敏感性分析不同压脚体下滑坡体的安全系数发现,当压脚体的体积增大到一定程度后,滑坡体的抗滑稳定安全系数不再变化,由此提出基于临界压脚体进行滑坡体治理方案。分别对滑坡体高压脚少卸荷、低压脚多卸荷2种治理方案进行不同压脚体下的稳定性分析和土方量计算。分析结果表明,随着导流缺口占河床的比例逐渐减小,2种方案的全局搜索最小安全系数先增大,然后渐趋稳定;临界压脚体对应的导流缺口占河床比例均约1/2。基于临界压脚体进行滑坡体治理,可以较好地解决压脚土方量和削坡土方量的不平衡问题。

基于潘家铮法的某滑坡体涌浪敏感性分析

针对潘家铮涌浪级数公式项数确定问题,结合近坝库区某滑坡体,假定前缘点、中间点及后缘点固定滑移失稳模式,分别进行滑速与涌高敏感性分析。结果表明,不能仅通过涌浪公式分析确定级数项数;不同固定点滑移模式下的滑速大小依次为中间点、前缘点、后缘点;在涌浪级数项数相同的前提下,滑速与涌高基本呈线性关系;前缘点固定模式随滑坡体方量增大,涌高先增大后减小;而后缘点、中间点固定模式随着滑坡体方量增大,涌高先呈减小趋势,然后局部增大,随后减小。滑坡体Ⅱ区后缘点固定滑面产生涌浪对坝体影响小,前缘点、中间点固定滑面产生涌浪对坝体影响较大。

基于受力状态的雾江滑坡体类型判定

从受力状态判定滑坡体的类型是滑坡体合理治理的前提。针对涔天河扩建工程雾江滑坡体的滑坡类型问题,首先对滑坡体地质特征和边坡原型变形监测进行了分析;然后以力学参数地质建议值及室内试验参数为基础,对4个典型剖面分别进行岩土参数的综合反演,再用摩根斯坦-普赖斯法建立计算模型进行稳定性分析。分析表明:雾江滑坡体以缓慢蠕滑变形为主,滑坡前缘浅层拉裂坍滑可能性较大,而滑坡整体快速滑动的可能性较小;水库蓄水前和蓄水后,坡脚处于薄弱区,最易率先发生滑动并牵引其他滑体相继发生滑动,从而判定雾江滑坡体属于牵引式滑坡。

基于人工神经网络模型的涔天河面板堆石坝爆破试验分析

为了消除堆石坝坝料爆破试验不准确造成的影响,以涔天河面板堆石坝扩建工程的爆破试验为例,建立了基于多工程的坝料爆破试验数据的人工神经网络模型,将不同工程的爆破试验数据作为训练样本对模型进行训练,以使模型达到最优,进而对作为检验样本的涔天河爆破试验数据进行预测。结果表明,该方法可利用各工程爆破试验之间的差异排除影响爆破结果的不确定性,研究结果适用于确定涔天河扩建工程面板堆石坝坝料开采的爆破设计参数。

地下水位对雾江滑坡体稳定性的影响

边坡稳定安全系数受多方面因素的影响,其中地下水位线的不同处理方式对边坡稳定的影响较大。由于实际工程问题的复杂性,一般需要基于某种假定获得新的地下水位线。基于极限平衡理论,结合雾江滑坡体工程,对比分析2种地下水位线处理方式对安全系数的影响,同时探讨了不同水位下的的临界地下水位。分析表明:假定库水位与原始地下水位水平直接相连,古滑带安全系数随着水位上升呈现先缓慢增加后逐渐减小的趋势;而假定考虑滑坡体内地下水位变化,古滑带安全系数随着蓄水位的上升呈现逐渐减小的趋势,即考虑库水位引起地下水位变化后,安全系数有一定的降低,安全系数偏于保守;并且不同库水位都存在一个临界地下水位比例系数,且比例系数位于0~1之间。

基于正交试验法的雾江滑坡体治理措施优化

雾江滑坡的稳定性直接影响大坝及泄水建筑物的运行与安全。鉴于滑坡体的安全系数与开挖台阶的高程、宽度及压脚高程等因素均相关,以雾江滑坡体典型剖面为例,采用正交试验法对削坡压脚组合治理进行优化分析。结果表明,由于高程360、390m处的台阶位于滑坡体中部主滑段地表突出部位,开挖越多,卸荷越大,对安全系数的提高有较好效果;相对削坡来说,压脚对整个滑坡体的安全系数影响更大,在不影响发电死水位和下游枢纽安全的前提下,可适当提高压脚高程。研究成果可为类似工程提供参考。

石坝仔水库地下水洪水过程的分析和计算

石坝仔水库由于地下水十分复杂 ,原设计存在严重缺陷 ,运行后又不注重观测和分析研究 ,因此对地下水的认识一直处于模糊状态 ,给水库的安全运行带来诸多问题 ,为了弄清地下水源及洪水特性 ,利用仅有的两次洪水观测资料采用水量平衡法 ,对地下水进行了定量的分析和计算 ,为大坝的安全运行和调度提供了一定的理论依据。

大洞径深孔明流泄洪洞设计

涔天河水库扩建工程1#泄洪洞设计最大泄量2308 m^(3)/s,为深孔泄洪洞,最大流速位于隧洞末端,达31.88 m/s,抗空蚀及消能防冲要求高。设计过程中通过理论计算和模型试验研究对1#泄洪洞结构布置进行优化调整,提出与本工程相适应的布置、结构体型和防空蚀措施。有压短管进口,洞身采用“龙落尾”布置形式,缓坡段末端设置翼型挑坎提高掺气效果,采用高性能混凝土衬砌提高抗冲磨性能。设计方案较好地解决了大流量、高流速泄洪洞一系列技术难题,可为同类工程设计提供参考。

大洞径溢洪明流泄洪洞设计

涔天河水库扩建工程2#泄洪洞设计最大泄量2878 m3/s,为表孔泄洪洞,最大流速位于隧洞下弯段末端,达36.65 m/s,抗空蚀及消能防冲要求高。设计过程中通过理论计算和模型试验研究对2#泄洪洞结构布置进行优化调整,提出与本工程相适应的布置、结构体型和防空蚀措施。开敞式实用堰进口,洞身采用“龙抬头”布置型式,“龙抬头”末端通过圆弧半径变化形成掺气跌坎提高掺气效果,采用高性能混凝土衬砌提高抗冲磨性能。设计方案较好地解决了大流量、高流速泄洪洞一系列技术难题,可为同类工程设计提供参考。