基于监测数据-变形倾度的瀑布沟大坝坝顶开裂成因分析

高心墙堆石坝赋存与运行环境复杂,变形控制难度大,坝顶裂缝时有发生,这对大坝运行安全带来了严重威胁。为对高心墙堆石坝裂缝后期演变过程进行预测预警,以瀑布沟大坝为例,利用坝顶变形、裂缝监测数据,从变形倾度分析开裂成因,提出了基于变形倾度进行坝顶开裂成因分析的方法。结果表明,瀑布沟坝顶不均匀沉降、上下游水平位移差、横河向水平变形是裂缝产生及发展的主要原因,其坝顶纵向剪切裂缝沉降变形倾度评判标准建议值为1.30%。

基于MSC.Marc的物理力学参数反演

在比较反演分析方法的基础上,应用基于遗传算法的优化反演方法来反演物理力学参数。结合计算力学和有限元软件系统的发展,提出了基于有限元软件MSC.Marc的物理力学参数反演方法。结合某重力坝23#溢流坝段的安全监测资料,利用该方法反演得到了该大坝坝体弹性模量和坝基变形模量。算例表明,采用遗传算法和MSC.Marc反演物理力学参数是可行的。

基于线阵CCD和CAN总线通信的引张线仪的设计与实现

引张线仪主要应用于大坝等水工建筑物水平位移的长期观测,目前大部分引张线仪都采用RS485的通信方式,将多个引张线仪通过RS485的方式连接,容易出现通信不稳定、易出错等情况,且现场需要通过笔记本电脑连接串口调试助手,按照引张线仪的通信协议编写通信指令才能读取采集数据,这对现场的安装及调试造成了较大不便。本研究研制的引张线仪采用微处理器及线阵CCD传感器,具有采集精度高、无电学漂移的特性;运用蓝牙通信与智能手机APP,解决了现场参数配置、采集数据实时读取不便利的问题;运用CAN总线通信组网的方式,解决了传统通信方式不稳定的问题;采用防潮外壳及驱潮措施,适应水电站等潮湿环境下长期连续工作。研制的引张线仪解决了传统引张线仪的诸多缺点,构建的自动化采集系统为大坝等工程的安全运行提供了保障。

高海拔大温差拱坝谷幅弦线自动监测系统研究与应用

谷幅弦线变形监测是大坝安全监测的重要手段。针对谷幅弦线监测现状,结合高海拔、大温差应用场景下的特殊性,融合激光测距和物联网技术,研发了全自动全天候谷幅弦线监测系统,并在黄河上游龙羊峡和李家峡大坝进行了应用。同时,依据监测数据分析了激光测距精度的主要影响因素,建立了受气温和气压影响的激光距离计算方法。通过观测数据和系统稳定性计算,验证了该系统的稳定性和适应性。

基于温度测量的分布式光纤渗漏监测技术机理探讨

在简述分布式光纤传感技术测温原理的基础上,从三维微元体传热过程出发,推导了具有渗漏和内热源的多孔介质传热微分方程,给出了基于温度测量的分布式光纤渗漏监测技术的不同监测方法的监测方程。最后,从持续线热源的角度,阐述了分布式光纤监测渗漏的基本原理。

遗传模拟退火算法的组合模型在大坝监控中的应用

针对最优权组合模型可能出现不符合实际的负权重,增加权重大于等于0的约束条件,放松权重之和等于1的约束条件,采用遗传模拟退火算法搜索最优权重建立组合模型。实例说明:该方法合理可行,所建立的组合模型与最优权组合模型的拟合精度和预报精度相近,克服了最优权和基于神经网络组合模型的缺点。

CCD引张线仪在亭子口水利枢纽工程中的应用

介绍CCD引张线仪的测量原理、安装要求、监测成果等。在亭子口水利枢纽工程中的实测结果验证了仪器设备运行稳定,可靠性高,无漂移。

基于峰值识别理论的大坝安全监控模型

针对常规基于误差平方和最小的监控模型未考虑大坝测值样本容量间的差别,使峰(谷)值拟合和预测精度比一般测值偏低,采用峰值识别理论根据采样频次中峰谷值比例和幅度分别对常规的逐步回归模型和BP模型进行改造,以辽宁白石碾压混凝土重力坝、甘肃碧口心墙土坝和浙江里石门双曲拱坝为例,计算结果表明改进后的监控模型可有效提高峰值的拟合和预测精度。

新型光机引张线仪的研制

针对传统的人工引张线仪使用复杂、测量误差大等问题,结合大坝变形监测需求,设计了一款新型光机引张线仪。测试分析表明:其观测精度达到0.05 mm,分辨率为0.02 mm;该仪器具有量程广、精度高、操作简单、使用方便等特点。

CCD双金属标仪的研制及应用

基于双金属标的基本原理,设计了一种光电式双金属标仪,并将其成功应用于亭子口水电站大坝垂直位移安全监测系统中。运行结果表明,仪器运行状态稳定可靠,监测效果良好。

大坝安全监测预报中的门限双线性模型

提出了门限双线性模型以及一套基于自相关系数图、点值图和遗传算法的建模方案。通过实例,将门限双线性模型与神经网络可变权组合预测模型、门限自回归模型和双线性模型进行了对比分析,得出结论:门限双线性模型的预测精度和拟合精度以及稳定性均比神经网络可变权组合预测模型、门限自回归模型、双线性模型要高;门限双线性模型的内在思想组合要比组合预测模型外在结果组合更优秀;建模方案简便实用。

水库群洪灾风险的综合评价及加固决策研究

以长台溪流域10座小Ⅱ型以上水库的安全认定和社会经济调查为基础,通过单坝失事风险分析、失事后果评估计算,进行单坝的洪灾风险评价;进而从流域整体的角度,考虑库间影响,洪灾风险的传递、积聚效应,量化分析全流域各水库的洪灾综合风险。在此基础上,进行系统内各座水坝洪灾综合风险的大小排序,转化为除险加固的优先次序,为后续加固决策提供参考。

基于云模型的混凝土坝变形安全评价方法研究

变形监测是混凝土坝的主要安全监测项目之一,拟定科学合理的混凝土坝变形监控指标,对准确识别险情、保障大坝安全具有重大意义。针对混凝土坝变形监测信息中普遍存在的不确定性问题,引入云模型理论,利用正态云期望曲线和内外轮廓线设置了监测序列评判的等级阈值,提出了基于云模型的混凝土坝变形安全评价方法,并将估计量应用于对云模型适应性较差的波动型监测序列,提升了模型的可靠性。实例分析表明,云模型对规律型数据、处理后的波动型数据以及台阶型数据均有较高的精度。模型同时考虑了监测序列的总体分布情况以及由于外界因素导致的监测数据时空上的不确定性,较传统方法具有更强的适用性。

基于FP-growth的大坝安全监测数据挖掘方法

为改善大坝安全监测数据库的数据挖掘方法运行速度慢、占用内存大的问题,提出改进FP-growth算法,将已预处理的监测数据剪枝后,生成Priority树再进行频繁项挖掘。以此方法挖掘大坝变形量与水温等环境量的相关关系,不仅挖掘速度快、精度高、结果简洁,还能够对比单个因子或分析多个因子耦合与目标变量的关系。实例表明改进后的FP-growth算法思想为大坝安全监测数据挖掘提供了一条良好的思路。

某堆积体开挖后的稳定性三维数值模拟研究

野外现场工作发现,坝前堆积体边坡为深切冲沟型崩塌式堆积体,由下伏基岩和松散的堆积物组成;在1 360～1 450 m高程之间,堆积体有一个较为明显的收口转向特征,这有利于增加其稳定性;在野外工作的基础上,通过采用目前较为通用的三维有限元软件(3D-Flac),分别对其稳定性采用基座有位移和基座无位移等两种不同的方法进行数值模拟研究,结果表明:(1)堆积体的主应力分布主要受岩性控制,其前缘的收口效应改善了主应力状态,增加了它的稳定性;(2)堆积体的潜在滑动面为堆积体与其下伏基岩接触部位的一定范围内;(2)堆积体的位移表现为向坡外(临空面方向)滑移,且中前缘的位移量相对较大;(4)堆积体的整体稳定性较好,在1 387～1 610 m高程之间的堆积体有可能发生局部的中浅层破坏;(5)两种模拟分析方法有较强的对比性和吻合性.因基座无位移法比较直观,所以建议对分析堆积体的变形与破坏情况时,采用后者.

基于稀疏偏最小二乘的大坝安全监测模型研究

传统逐步回归、偏最小二乘回归等多元线性回归模型在大坝安全监测资料分析中应用最为广泛,但其存在抗噪能力弱、稳定性差、模型解释性不强等问题,对含较多离群点的异常波动型、台阶型数据拟合精度往往不高。针对上述问题,文章提出了稀疏偏最小二乘回归模型,通过偏最小二乘提取监测数据中最具解释能力的环境量,然后在此基础上加入惩罚函数,删除无关变量,并将其运用于不同典型测点序列。结果表明,该方法较逐步回归、偏最小二乘回归在模型解释性上提升显著,对于异常波动型、台阶型数据拟合、预测精度均有所提升,相关经验可供类似工程安全监测参考。

李家峡水电站坝顶门机液压自动抓梁改进及应用

李家峡水电站坝顶门机液压自动抓梁经过技术改进,配套使用WZ—IV型门机综合检测仪,逐一消除了液压自动抓梁运行故障,顺利实现齿轮泵控制抓梁进退销,同步位移检测传感器动态显示抓梁就位、进、退销等全过程,画面显示直观,杜绝误操作,提高了液压自动抓梁可靠性和安全性。

基于深度置信网络的重力坝深层抗滑稳定安全系数预测方法

为了提升抗滑稳定安全系数预测模型性能,基于深度置信网络,通过坝前水深、材料参数来构建重力坝深层抗滑稳定安全系数预测模型,并同时构建BP神经网络模型来对比预测性能。结果表明,DBN网络模型在安全系数预测方面的性能优于BP网络模型,在重力坝深层抗滑稳定安全系数预测方面有良好的应用性。

基于变形倾度的高心墙堆石坝坝顶开裂影响因素分析

高心墙堆石坝因赋存环境复杂,载荷大、应力水平高,坝体安全受到广泛关注。实际工程中坝顶开裂现象时有发生,影响大坝的防渗和稳定,分析和研究影响坝顶开裂的相关因素对大坝设计和运行具有重要意义。基于此,通过对比典型大坝开裂前后坝顶变形倾度的变化规律,将变形倾度作为衡量指标进行了高心墙堆石坝坝顶开裂的影响因素分析。基于多座已建高心墙堆石坝相关信息,构建了考虑坝体尺寸、覆盖层厚度、蓄水高度及速率和运行时间的研究方案。结果表明,坝顶变形倾度随坝体高度增加而显著增大,二者呈非线性增长关系。建于深厚覆盖层上的高心墙堆石坝坝顶开裂风险更大,但覆盖层厚度达到100 m以上时,坝顶变形倾度趋于收敛。坝顶变形倾度对高蓄水位更加敏感,且随着蓄水速率的加快,坝顶变形倾度变大。

青铜峡大坝深埋双金属标安装技术探讨

在大坝变形监测系统的改造和完善时,布置双金属标设施作为垂直位移工作基点,不仅可节约费用,而且可与真空激光系统相匹配,形成一套完善的大坝变形监测自动化系统,从而可以克服在水准网中,由于种种原因造成较大的观测误差.它的优点是能对温度所产生的标点变形进行修正,从而提高垂直位移观测精度,控制钻孔质量才能保证双金属标安装的准确性.结合青铜峡电站大坝监测系统的改造中双金属标的设计安装过程,探讨双金属标在安装过程中应该注意的一些问题.