变形分离法与数据驱动下的拱坝工作性态评价

基于有限测点位移监测数据推求大坝空间位移场变化规律是评价大坝工作性态的有效手段之一。拱坝受水荷载、温度等作用下产生的变形,不仅与坝体自身弹性模量有关,更取决于地基的变形特性。由于地基存在不均匀性等复杂问题,致使通过数值模拟的方法精准预测大坝的变形存在一定困难。本文将拱坝坝体的监测位移分解为坝体受荷载产生的位移及坝基约束变形产生的位移两部分,以其监测值与预测值系统误差最小为目标函数,基于坝体有限元模型建立了包含基础约束变形及坝体弹性模量为未知量的求解方程,通过大量位移监测资料结合人工智能粒子群算法寻优实现数据驱动,可同时求解坝基约束变形及坝体分区弹性模量。根据算例研究成果,针对复杂地基,采用本文方法推求得到的大坝空间位移场,除靠近坝体与坝基交界面附近节点位移预测值与有限元计算值相对误差稍大(约为3%)外,其余节点相对误差均在1.5%范围内,证明了本文方法的合理性;从本文方法在白鹤滩拱坝工程中的应用研究成果可知,其空间位移场相对误差分布合理且变形分离结果与实际情况相符,从而证明了方法的可行性。

基于改进鲸鱼优化算法的重力坝变形参数反演

针对利用位移实测资料对大坝坝体和基岩的变形力学参数进行优化反演时存在效率低、精度差等问题,通过对鲸鱼优化算法进行并行化改进,并引入权重因子,结合有限元计算,提出一种基于改进鲸鱼优化算法的力学参数反演方法。利用该方法对某混凝土重力坝坝体和基岩弹性模量进行反演,并与粒子群算法的反演结果进行比较。结果表明:在相同迭代次数的情况下,改进的鲸鱼优化算法比粒子群算法耗时更少,且反演得到的坝体、基岩力学参数比粒子群算法得到的更为准确。表明利用多核处理器对该方法进行并行计算,可大幅度缩短计算时间。基于改进鲸鱼优化算法的力学参数反演方法具有搜索能力强、收敛速度快和精度高等特点,合理可行,可推广应用于混凝土拱坝等其他坝型的力学参数反演。

静荷载和碳化共同作用下混凝土梁耐久性分析

以某混凝土梁为例,根据元模型原理,并结合碳化深度预测模型,定量分析了碳化深度与荷载和时间的关系,研究了某一特定静荷载作用下混凝土梁碳化深度随时间的变化及其耐久性。结果表明,在0.7T的应力水平下,混凝土梁在加速碳化条件下28d(自然碳化条件下50年)时碳化深度达到20mm,并达到承载能力极限状态,研究结果与某工程栈桥梁碳化的实际情况较为一致。

低速大扭矩永磁电机在低速泵上的应用

水利工程或相关工程中使用的低速泵,绝大多数是依靠异步电机+减速机或直接采用低速异步电机来驱动的,此类低速泵系统存在效率低、功率因数小、振动噪音高、体积大等问题。上海市堤防(泵闸)设施管理处在工程实施中,通过技术、经济、能效、安全可靠、智能环保等方面分析比较,成功地将低速大扭矩永磁电机驱动系统应用于低速泵。该驱动系统具有系统效率高、功率因数大、节能高效、振动噪音低、体积小、运行安全可靠等诸多优点。投入运行后取得了十分明显的经济效益、社会效益和环保效益,有效解决了异步电机驱动系统存在的问题,提升了低扬程、大流量泵闸类水利工程用低速泵的整体性能,可在该领域推广应用。