基于无人机载红外-可见双光成像的土石堤坝渗漏巡查方法

为更直观、高效地探测土石堤坝渗漏,基于无人机载红外-可见双光成像的渗漏巡查模式,提出了土石堤坝渗漏非接触无损快速巡查方法。综合考虑双光设备成像效果,讨论了该方法无人机航高设定问题,给出了土石堤坝工程渗漏巡查实现流程,并在多种天气条件下开展了实际工程现场巡测试验。试验结果表明:该巡查方法能有效探测土石堤坝坡面渗漏和管涌,且操作简便、作业高效、结果直观、夜间工作性能良好,对大体积、长线状堤坝工程渗漏巡查具有很好的实用性。结合野外巡测试验,指出了该方法应用于实际工程时需充分考虑复杂地面条件、温度变化、成像设备等因素的影响。

土石堤坝渗漏病险试验装置的研制及初步应用

为准确模拟渗漏病险发生条件下土石堤坝渗流特性,研制一种土石堤坝渗漏病险试验装置。该装置能够精准控制试验槽坡度、输水流量、库水温度等试验变量,可实现边壁及底板平整度的自动校核、流控系统与温控系统的自动化控制、多种供吸水组合方式的水循环、库水的分级与线性升温和降温、坝体温度场和体积变形以及孔隙水压力的动态监测等功能。选用黏土心墙堆石坝为研究对象,初步开展了土石堤坝渗漏病险试验研究。研究表明:渗漏病险区将改变坝体的流热双场,其周围的温度变幅大于孔压变幅;随着渗漏病险区逐步下移,所在位置处的温度值显著增大,浸润线的波动情况与坝体渗流速率也随之增大,影响坝体渗流稳定性的不利情况逐渐增强。该装置能够准确模拟各工况真实情况以及多场耦合效应对土石堤坝渗漏病险发生发展过程的影响,能够实时监测渗漏病险发展过程中各物理场演变情况,为深入研究土石堤坝渗流特性提供一种有效的技术工具。

土石堤坝中近圆形渗漏通道的地质雷达响应特征研究

地质雷达是一种适用浅层目标探测的地球物理方法,具有使用场景多元化、无损探测、分辨率高和抗干扰能力强的特点.对土石堤坝中近圆形渗漏通道地质雷达响应特征的掌握,可以为土石堤坝中渗漏隐患的查明提供依据.使用基于有限时域差分法的GprMax软件,对土石堤坝中具有不同规模、埋深及含水率的近圆形渗漏通道,在不同中心频率天线下的地质雷达响应特征进行数值模拟.数值模拟结果表明,地质雷达的响应特征以绕射弧的形态为主要特征,主要取决于近圆形渗漏通道的规模大小、埋深以及含水率.规模大小决定了绕射弧半波峰的宽度及中心厚度,埋深决定了绕射弧的反射次数及图像的可见度,含水率决定了绕射弧的反射次数与振幅的变化程度.进一步地,结合数值模拟成果,对珲春市珲春河综合治理工程中的渗漏隐患进行了应用研究,在珲春河右岸堤防中推断有直径约0.8 m和0.6 m、埋深为2 m的近圆形渗漏通道2处,这为该工程的后期治理提供了重要的依据.

基于灰色分析的土石堤坝地基沉降预测方法

目前提出的土石堤坝地基沉降预测方法难以对离散数据进行拟合分析,导致地基沉降预测结果 误差较大,残差校正效果较差。为了解决上述问题,基于灰色分析研究了一种新的土石堤坝地基沉降预测方法。分析曲线变化规律,通过沉降拟合模型分析沉降量系数,实现沉降离散数据拟合预测。建立沉降地基有限元模型,计算有限元分析参数,根据地基结构数据与沉降物理参数得到数据显性特征,通过原始沉降数据序列计算沉降灰色分析方程式,建立灰色分析模型,检测数据序列特征,计算加权系数的平方和,去除异常数据,实现沉降预测。实验结果表明,基于灰色分析的土石堤坝地基沉降预测方法误差值低于1.25%,与实际值吻合度较高,经过残差修正后拟合的平均相对误差低于0.08%,具有极高的预测能力。

坝基对飞来峡土石堤坝变形规律影响的分析

通过对广东省飞来峡水利枢纽社岗堤一典型断面进行有限元计算,得出土石坝在不同坝基情况下的水平位移和沉降量的计算结果,分析坝基各因素对土石坝变形计算结果的影响,得出了不同坝基的土石坝变形规律,为进行飞来峡水利枢纽社岗堤多种地基条件模拟计算时的边界范围和约束条件的选择提供了重要参考。

预应力加筋土石堤坝

在研究国内外类似的堤坝和路基工程的基础上,提出了城市防洪堤的新型式——预应力加筋土石堤,并采用非线性有限元方法对该堤进行了数值试验和可行性论证。该堤断面比普通土石堤小2倍,占地少,适地基能力强,安全度高,经济优势明显,在我国很有应用价值。

基于渗流场与电场耦合的土石堤坝渗漏诊断

为全面、准确地诊断土石堤坝渗漏隐患,根据孔隙率和饱和度等相关参数,推导土石堤坝渗流场与电场耦合数学模型,基于COMSOL Multiphysics多场耦合平台,将渗流场与电场同步关联,模拟均质土石堤坝破坏过程中介质电阻率随渗流场的变化,得到不同时刻土石坝内渗流场及电场分布,根据土体破坏允许的渗透比降,确定土体渗透过程的电阻率变化范围,明确电阻率变化的影响因素,研究结果可为土石堤坝渗漏诊断提供依据。

关于土石堤坝加固措施

土石堤坝在作为挡水建筑中应用广泛,并为各种堤坝类型服务。土石坝进行挡水时,水流会通过后劲力推动渗进坝体内部,对建筑造成损害,坝基因此容易遭受伤害,可能导致垮塌失控的情况。因此为保证土石坝的安全及水库的正常运行,必须进行长期和全面地观测,发现隐患,及时采取必要、准确的加固技术。

水库工程土石堤坝加固方法研究

我国病险土石坝除险加固经过多年的发展,无论是在理论知识,还是在实践技术方面都取得了很大成效。但因土石坝数量较大、安全隐患多,资金投人限制,至今为止许多土石坝安全问题仍未解决,除险加固的任务任重而道远,在技术措施方面需要不断的总结创新,特别是在具体土石坝除险加固实践方面,有针对性的提出除险加固的技术措施。

含隐患土石堤坝的三维波场数值模拟及其特征分析

含隐患土石堤坝的三维波场特征分析,是利用波动测试信号反演识别土石堤坝内部隐患的前提和基础。为了获得含不同类型隐患的波场特征和波动测试信号的畸变规律,本文采用有限元数值方法对含隐患土石堤坝的三维波场进行模拟分析,结果表明隐患体的位置与堤坝表面接收到的波场信息有密切相关性,隐患正上方测点的时程曲线相位与测线上其他测点的时程曲线相位具有明显差异,且散射波起跳时间较周围测点提前,据此可初步判断隐患体沿测线方向的位置。为验证这一波场特征,采用模型试验对无隐患土石堤坝和含渗漏通道的土石堤坝分别进行了波动测试试验,结果表明:坝顶同一测线接收到的波动信号,对于无隐患堤坝仅存在直达波;对于含隐患体堤坝,由于散射波与直达波的叠加,在含隐患测点上方的波动信号发生畸变,发生信号畸变的测点与实际设置隐患位置完全对应。由此可见,数值模拟结果与试验结果在反应隐患的位置和波动测试信号特征上具有相同的变化规律。

土石堤坝隐患探测综合物探技术发展综述

土石堤坝是我国水利工程建设的重要组成部分,其隐患问题严重威胁着工程安全,随着地球物理探测技术呈现多样性发展,综合物探技术的研究对堤坝隐患的及时发现和治理有着极为重要的意义,通过对目前常用于土石堤坝隐患探测的地球物理探测技术原理和应用特性进行梳理分析,总结了常用物探技术的局限性和适用条件;概括了综合物探技术的体系原则,阐述了基于GIS的综合物探数据分析系统;指出了目前综合物探技术发展中存在的问题和局限性;提出了基于多源异构数据融合方法的综合物探数据融合技术;明确了建立基于数据融合与联合反演理论模型的可行性,为实现真正意义上的综合物探技术的发展提供了方向.

堤坝粗粒土控制灌浆修复加固技术

研究堤坝粗粒土控制灌浆柔性防护技术,具有提高工效、降低工程投资的巨大社会经济效益。依托岷江干流金马河新津段左岸堤防示范点开展粗粒土控制灌浆试验,通过系统分析钻孔、灌浆材料及浆液性能、灌浆工艺参数、灌浆防渗效果等数据,进而验证和完善粗粒体控制灌浆加固技术。结果表明:套阀管灌浆方法在砂卵砾石层堤身及堤基进行控制灌浆是适宜和可行的,在土体粒径较大的砂卵砾石层地段可顺利灌注水泥浆液;灌浆孔宜采用多排布置,间排距为1.0 m×1.0 m,段长为1~2 m,灌浆压力0.2~1.0 MPa;渗透式控制灌浆防渗效果良好。

基于示踪-雷达融合诊断技术堤坝裂缝探测研究

为了掌握某水库堤坝纵向裂缝的深度及发育状况,将同位素示踪剂注入裂缝,利用探地雷达技术监测示踪剂在裂缝中的流动状态及其到达位置,研发出示踪-雷达融合诊断技术。通过融合诊断表明,利用电磁波对示踪剂高敏感度的特点,成功地探测到纵向裂缝的实际深度,获得了裂缝发育的真实性态。文章提出的融合诊断技术为该类型堤坝寿命周期内结构安全评估和后期加固提供了有力参考依据。