水工结构材料模拟及CSG坝模型应用

模型材料的制备是开展结构模型试验的重要组成部分,为探究模型材料中各因素对物理力学性能参数的影响,采用正交试验设计材料配比,应用三轴仪等设备得到模型材料力学参数,并通过对模型材料物理力学性能进行敏感性分析,得到了材料骨胶比、水泥石膏比、砂重晶石粉比、精铁粉量、砂粒径等影响因素的敏感度,建立了基于敏感性分析的水工结构模型材料配置方法。以某胶凝砂砾石(CSG)坝为原型,依托上述模型材料试验方法,得到CSG坝结构模型,采用超载法对模型进行破坏试验研究,并与有限元成果进行对照,得到了坝体沿建基面贯通裂缝滑动的破坏模式,较好模拟了CSG坝的真实破坏情况,表明了所得材料物理力学性能参数受材料配比因素影响结果的可靠性。

胶凝砂砾石坝深层抗滑稳定模型试验研究

胶凝砂砾石坝(CSG坝)是一种新坝型,目前学术界主要针对坝体的结构形式、应力分布及结构强度等方面展开了研究,而关于地基对CSG坝的影响相关研究较少。通过设计地质力学模型试验,模拟了CSG坝在复杂地基上的正常运行及破坏状态。具体为,以守口堡大坝的典型坝段及武都水库^(#)18坝段址区的坝基为研究对象,采用超载法,对模型进行了破坏试验研究,对该工况下CSG坝的深层抗滑稳定进行了研究。研究表明:模型的超载安全度K_(p)为6.0,CSG坝对复杂地基有良好的适应性。模型破坏的主要原因是坝基结构面发生破坏而形成滑移通道,最终坝体沿滑移通道滑动失稳。

基于敏感性分析及BP神经网络的水工结构模型材料研究

模型材料是水工结构模型试验成功的关键,但其制备方法较为依赖经验、成本较高,且试验数据利用率较低。为此,采用单因素敏感性分析方法分析了胶凝砂砾石模型材料弹性模量的影响因子,并基于敏感性分析结果利用Matlab建立了BP神经网络预测模型。预测检验结果表明,水工结构模型材料的弹性模量对拌合水量和石膏量最敏感,其次是重晶石粉量,对铁粉量最不敏感;在低拌合水量下,对水泥量、石蜡量和机油量敏感性不高。可通过控制低敏感性材料的用量,制备较高精度弹性模量的模型材料。预测模型可靠度达R^(2)=0.939,满足对数据预测的精度要求,弥补了试验人员的经验不足。