基于现场载荷试验的压实土石填筑料变形参数反演

为了解现场压实土石填筑料的变形特性,开展了5组不同土石填筑料的平板载荷试验,并采用改进加速遗传算法对试验结果进行了反演分析,得到了“薄层重碾”作用下压实土石填筑料的邓肯E-B模型参数.在此基础上,对句容抽蓄上水库库盆填筑过程进行了数值模拟.结果表明:现场压实后的土石填筑料处于超固结状态,其在初始加载阶段产生的沉降较小;由于缩尺效应影响,室内三轴试验试样与现场原级配土石填筑料的力学性状存在较大差别,现场压实土石填筑料的K和K_(b)更大,卸荷模量系数K_(ur)为K的1.56~2.33倍,加载函数初值S_(0)在0.3~0.42之间;利用三轴试验参数计算得到的库盆测点沉降明显大于实测值,而基于反演参数的计算结果与实测值基本一致,说明基于平板载荷试验结果反演确定现场压实土石填筑料变形参数的方法是合理可行的.

雨水入渗对土工格栅-堆石界面剪切特性影响试验研究

为了解雨水入渗对格栅-堆石界面剪切特性的影响,利用自主研发的大型直剪仪,针对不同雨水入渗量下的格栅加筋堆石料和无格栅加筋堆石料开展了直剪试验,分析了雨水入渗对格栅加筋堆石料抗剪强度、剪切变形以及格栅加筋系数的影响,同时与无格栅加筋堆石料的试验结果进行对比。结果表明:随着雨水入渗量的增加,格栅表面摩擦系数降低,格栅加筋堆石料的抗剪强度呈明显的减小趋势,但对无格栅加筋堆石料抗剪强度的影响较小;当格栅加筋堆石料从干燥到完全饱和状态时,其内摩擦角从53.6°减小至50.4°,粘聚力从41.9 kPa减小至23.2 kPa;由于堆石颗粒受格栅网孔的嵌锁作用,格栅加筋堆石料竖向剪胀变形较加筋前有所减小,且雨水入渗堆竖向剪胀变形的影响较小;格栅加筋系数随着雨水入渗量的增加而减小,在竖向应力为25 kPa时,格栅加筋系数减小幅度较小,且均大于1.0,当竖向应力大于50 kPa后,格栅加筋系数减小至1.0以下。

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.

基于AFSA-AHP的大坝安全指标权重研究

针对传统AHP的一致性检验采用特征向量法计算大坝安全指标权重时缺乏可靠的理论依据问题,提出了一种基于人工鱼群优化—层次分析法的大坝指标权重计算方法,将判断矩阵下的权值计算问题转化为约束求解问题,利用人工鱼群的智能优化搜索求得具有满意一致性的最佳权重。将该计算模型用于某大坝的安全指标分析中,与传统特征向量法相比,该计算模型结果更精确、更稳定,为大坝安全指标权重的确定提供了一种行之有效的方法。

移动平均和经验模态分解法在大坝位移分离中的应用

经验模态分解方法由于缺少数据预处理,分解结果具有冗余性、与自变量数量不能对应、模函数无法进行物理解释等问题,因此在经验模态分解前增加移动平均数据预处理过程,以减少原始数据量,保留趋势过程,并以某双曲拱坝位移分离为例,对比了经过数据预处理与未经数据预处理的经验模态分解结果。结果表明,预处理后位移序列趋势性不变,但数据量和分解模函数数量均有所减少;为了使分解得到的模函数与水位和温度的物理解释相吻合,选择合适的移动平均参数M,使模函数数量为2,避免了分解的冗余性。

特高拱坝封拱后温度回升对大坝性态影响研究

针对特高拱坝封拱后温度回升现象,对某拱坝温度监测资料进行分析,认为温度回升是边界热传导和混凝土后期水化热共同作用的结果,并由坝体内部温度计实测温度回升过程线拟合得到混凝土后期水化热过程线。用ABAQUS对该拱坝施工及蓄水过程进行有限元仿真,结果显示计算温度场与实测温度场吻合情况较好,温度回升引起坝体明显向上游变形,并导致坝体上下游表面出现大范围拉应力区,对大坝工作性态造成了不利影响。

基于SVM-ARIMA的大坝变形预测模型

大坝变形的实测值序列是一个非线性、非平稳的时间序列,支持向量机引入核函数后能有效解决非线性问题,因此可用支持向量机对大坝变形进行预测。为了提高预测精度,进一步对残差序列进行分析,通过ARIMA模型对残差序列进行预测,建立了SVM-ARIMA组合模型。将大坝变形时间序列分为趋势项和误差项,分别用SVM和ARIMA模型进行预测,综合两项结果得到模型的预测值。结合实测资料对模型进行检验,结果表明组合模型精度较高。

ARIMA-MC组合模型在大坝变形安全监测中的应用

为及时了解大坝的安全状况,在坝体变形监测资料往往不平稳的基础上,建立了ARIMA预测模型,通过马尔科夫链预测了ARIMA模型的误差,从而修正了模型的预测值,建立了ARIMA-MC组合模型,并结合实测数据验证了此组合模型的有效性。结果表明,ARIMA-MC组合模型预测精度高,具有较好的实用性。

现场压实条件下的土石混合料变形特性试验研究

为了解土石混合料在现场压实条件下的变形特性,结合句容抽水蓄能电站上水库库盆填筑工程,对5种不同的土石混合料进行现场压实,并开展原位平板载荷试验;然后,利用Bussinesq解求得不同竖向压力下的变形模量。研究表明:P5(粒径>5 mm的颗粒)含量较高的上库开挖料经现场压实后,其承载力和变形模量均大于P5含量低的下库开挖料。土石混合料在现场压实后处于超固结状态,具有较大的前期固结应力。当竖向应力较小时,土体处于弹性变形阶段,初期加载沉降变形较小,当竖向应力超过前期固结应力后,土体进入塑性变形阶段,后续加载沉降速率明显加快。含水率较低、P5含量高的土石混合料在薄层重型激振碾压后会形成强度较高的表面硬壳层;而含水率较高、P5含量较低的土石混合料,在弹性变形阶段具有较为显著的压硬性,当进入弹塑性变形阶段后,其变形模量则随着竖向应力的增大而减小。本文所得到的现场压实土石混合料压缩变形模量对于类似工程设计具有一定的参考作用。

改进多级模糊可拓方法在大坝变形评价中的应用

传统模糊可拓模型在大坝工作性态评价中,一般通过主观赋权法来确定物元特征的权重,而忽视了客观因素的影响。将同级的物元特征(即同级评价指标)关联度组成原始数据矩阵,再利用熵权法计算出该级物元特征的权重,而对于最底层的物元特征值则仍采用简单关联函数法确定权重,由此提出了一种改进的多级模糊可拓评价模型。随后选取某混凝土重力拱坝的3个典型坝段的变形性态进行评价,所得结果与实际情况相符,表明改进的多级模糊可拓方法可用于大坝工作性态的评价,且能避免人为确定权系数所造成的主观误差。

一种筑坝料级配方程及其适用性研究

利用级配曲线与土体土水特征曲线的相似性,提出了一个描述筑坝料连续级配的方程,分析了方程参数对不同形态级配曲线的反映能力,并利用两座在建水电站工程的筑坝料实测级配,验证了该方程对各种连续性级配筑坝料的普适性。研究表明:该方程能够描述出双曲线形、反S形和近乎直线等三种典型的级配曲线,针对堆石料、过渡料、反滤料等不同连续级配筑坝料都具有广泛的适用性。参数a和n对级配曲线的影响与VG模型类似,a主要决定级配曲线的形状,即双曲线形或反S形;n为大于1的值,决定级配曲线主体段的斜率,n越大,斜率越大,n趋向于1,则曲线很缓,近似于直线。利用该方程,可构造出用于描述间断级配土的级配方程。此外,良好级配条件的粗粒料参数取值范围为0.1<a<1.9且1.3<n<1.9。需要指出的是,该级配方程由岩土工程中广泛应用的VG模型发展而来,更容易被广大工程科研人员理解并接受,在筑坝料级配设计方面具有一定的应用价值。

句容抽蓄地下厂房隐伏溶洞处理范围与措施研究

句容地下厂房工程区域岩溶地质现象较发育,为了研究隐伏溶洞的处理范围及处理措施,根据厂房第一层开挖完成时揭露的溶洞情况,推测出可能存在隐伏溶洞的区域,并通过二维概化模型的分析计算,根据塑性区贯通情况判断隐伏溶洞对厂房围岩的影响,并针对不同的溶洞洞径分顶拱、拱肩、边墙三个部位提出了厂房开挖过程中的隐伏溶洞处理范围,并提出了具体可行的工程处理措施,可供类似工程参考。