基于LHS-ISSA-SVR的心墙堆石坝渗流参数反演方法及应用

高效合理地确定大坝的渗流参数是科学分析大坝渗流性态的关键。针对心墙堆石坝复杂多渗流参数反演问题,提出了一种基于LHS-ISSA-SVR组合代理模型的心墙堆石坝渗流参数反演新方法。基于饱和—非饱和渗流理论,建立了心墙堆石坝渗流有限元模型,采用拉丁超立方抽样(LHS)获取均匀性更优的渗透系数组合样本集,并代入有限元模型模拟监测点水头,通过支持向量回归机(SVR)准确建立监测点水头与材料渗流参数的映射关系。融合佳点集、莱维飞行与柯西反向学习策略改进麻雀搜索算法(SSA),基于改进的麻雀搜索算法实现了SVR模型参数的优化调整和渗流参数的智能反演。工程实例应用表明,各监测点渗压水头反演值与实测值相对误差均在2.5%内,心墙堆石坝渗流场位势分布规律合理,渗流参数反演结果准确可靠。该方法为准确反演长期服役的心墙堆石坝渗流参数提供了新途径。

尾矿库坝体加高方案排水分析

采用有限元计算分析软件ADINA,建立加高方案渗流分析模型,对渗流场进行数值分析。通过反演分析得到的材料渗透系数远大于室内试验值,加高后浸润线普遍升高。由实测水头值反演获得的渗透系数综合考虑了工程现场条件,此渗透系数作为加高方案的材料渗透系数是合理的。加高后尾矿坝浸润线升高,必须加强防渗排水措施,最好在加高后加设浸润线观测措施。

西大洋水库主坝渗流反分析与渗透安全评价

采用多层前馈神经网络与渗流有限元数值计算相结合的方法,反演了西大洋水库主坝(0+875断面)的渗透参数,并基于反分析的结果对该坝段在高库水位下的稳定渗流和非稳定渗流情况进行了分析与安全评价.此外,分析了观测量(观测项目、测点数量和测点位置等)对反分析结果的影响;提出了对神经网络BP算法的改进措施;在训练实例选取上采用了均匀设计法,有效减少了训练实例数.

碗窑水库碾压混凝土重力坝渗流“疑点”分析

针对碗窑水库碾压混凝土重力坝运行所表现的渗流“疑点”,首先系统分析了大坝渗流观测资料,并利用有限元模型正反分析其渗流“疑点”成因,得到大坝渗流性态基本正常的结论。最后对其个别扬压力测值偏高、渗漏量有缓慢增大时效现象,建议管理单位加强观测,并及时分析,确保工程安全。

渗流反分析在柴河土坝防渗加固设计中的应用

通过对柴河水库大坝长期观测数据的分析,发现大坝右坝段及坝肩部位存在渗漏破坏的危险性。为提出合理的防渗加固措施,首先,根据渗流正常坝段实测数据,进行反演分析,得到坝体渗透参数;按得到的渗透参数推求坝体渗流量,并与实测数据对比校核,验证反演分析方法的合理性;然后,把正常坝段的合理渗流量作为设计渗流量,通过反分析法,得出渗漏坝段的渗透参数,为水库土坝的防渗加固提供设计依据;最后,针对大坝的渗漏状况,提出了土工膜和排水棱体的防渗加固措施,并对加固前后的渗流量进行了对比,证明了防渗加固方法的有效性。对同类工程具有参考作用。

基于有限元法的土石坝渗流安全问题分析

土石坝坝体浸润线未从坝脚反滤排水棱体逸出,而从背水坡坝坡逸出的异常问题,是广东省土石坝普遍存在的渗流安全隐患问题,俗称"牛皮涨"现象。该文通过建立渗流有限元模型,分析提出佛山市西坑水库出现"牛皮涨"的成因,可能是大坝坝体中下部存在渗漏通道造成的,并采用参数反演方法,计算提出了渗漏通道的渗透系数,为西坑水库大坝除险加固设计提供借鉴。

纳子峡混凝土面板堆石坝垫层及主堆石区渗透变形室内试验分析

根据大通河纳子峡面板砂砾石坝的工程特点和料场情况,对纳子峡水电站下游C1料场B、F区及河床的天然砂砾石土料做了筛分试验,绘制了土料的颗粒级配曲线,得出C1料场B、F区土料满足垫层设计要求,且F区土料更优;同理天然砂砾石亦满足主堆石区料设计要求。根据设计要求的颗粒级配、砂土的相对密度、压实度等,对垫层2A1、砂砾石料区3B1土料做了渗透变形试验,发现土料渗透变形破坏均经历了土样保持原状、细颗粒浮动、形成渗漏通道及土样完全破坏4个阶段,绘制了流速—渗透坡降双对数曲线图,据此求得了垫层2A1、主堆石区3B1土料的临界坡降,再根据现行规范取安全系数2.0,从而求得垫层2A1、主堆石区3B1土料允许渗透坡降分别为0.463、0.163。

基于监测资料反演土坝渗流安全分析

当大坝运行多年后,测压管监测数据与初始设计中的浸润线存在差异时,可建立数学模型,根据运行过程中的上下游水位等实际边界条件,由实测数据反演出土坝各岩土材料的水力特性,重新复核大坝的渗流安全。本文以观音塘水库大坝为例,通过实测资料进行反演,得出水库大坝下游堆石体的渗透系数在运行多年后有变小趋势,与监测资料反映的结果相符,并在此基础上计算了大坝在设计工况下的渗流稳定。结果表明,该大坝目前仍处于安全稳定状态,今后应继续加强监测和分析。

考虑渗流与应变耦合的土坝渗透参数识别方法

土石坝在长期运行过程中,坝体结构形态会不断进行调整,因此对大坝渗透特性进行反演时考虑流固耦合效应是必要的。通过对大坝应力场和渗流场的耦合机理分析,研究了渗流场与应变场的耦合效应。将遗传算法和神经网络相结合,用遗传算法优化神经网络连接权值,所建立的遗传神经网络具有较快的训练速度和较强的泛化能力。将流固耦合理论、BP神经网络和遗传算法三者结合起来,应用于大坝渗透特性的有关参数反演分析中。数值算例表明,基于耦合的遗传神经网络在求解大坝渗透系数反演问题中具有较高的计算效率和识别精度。

丰满大坝溢流坝段增设排水系统设计研究

以渗流分析和有限元理论为基础 ,对丰满大坝溢流坝段为降低下游面冻融点位置所提出的增设排水系统的若干设计方案进行了可行性研究 .结果表明 ,新增排水廊道、加密排水幕及优化排水孔的合理位置的设计方案均对降低出水点有不同程度的效果 ,但都不能达到使其淹入下游面以下的目的 .其主要原因是由最初的设计方案造成的 .

白礤水库除险加固大坝防渗处理方案设计

通过大坝渗流分析白礤水库大坝存在的渗漏问题,对除险加固防渗方案进行比选,最终采取坝体劈裂灌浆、左右坝头充填灌浆的方案,该工程加固后已运行多年,至今未发现渗漏现象,证明所采取的防渗加固方案取得了较好效果。

渗流反分析及其在土石坝安全监控中的应用

结合土石坝测压管水位的观测资料,采用有限元方法以各测点水位计算值与实测值的最优化拟合准则,建立渗透系数的反分析模型,利用对数变换将有约束优化转为无约束优化。以浙江省某土石坝渗流分析为例,反演出大坝各个分区材料的渗透系数,并以此进行各种典型工况下坝体的有限元渗流计算,建立了能反映大坝实际渗流性态的预测模型。

石漫滩碾压混凝土重力坝渗流异常成因分析

针对石漫滩碾压混凝土重力坝渗流异常问题,根据其运行表现,系统分析了大坝渗流观测资料,并利用有限元模型正反分析其渗流异常,发现坝体混凝土等效渗透系数不满足现行规范要求,基于坝体多处出现射水、渗漏量增大明显的现状,建议尽快除险加固,以确保工程安全。

渗流反分析在土石坝安全评价中的应用

以土石坝渗流场中各测点水位的实测值与计算值的最优化拟合准则,建立渗透系数的反演模型,并以青山水库主坝渗流分析为例,根据多个渗流观测点数据,反演出大坝各个区域的渗透系数.在渗流反演优化过程中利用对数变换将有约束优化转为无约束优化.根据反分析的结果对大坝的渗透安全进行分析评价,取得了良好的效果,为大坝的安全评价提供了重要依据.

某土工膜堆石坝帷幕后水位偏高成因初步分析

某土工膜堆石坝的坝基防渗体系包括趾板及坝基帷幕,帷幕后实测水位偏高,与上游水位连通性较强,需要对其成因进行分析。基于渗流观测资料建立回归模型进行初步分析,运用正交试验设计和渗流有限元计算生成训练样本,对各影响因素进行敏感性分析。借助支持向量机在小样本中的高度非线性映射能力,建立渗流参数与渗压水位的对应关系。采用遗传算法对支持向量机模型进行参数优化,以支持向量机预测值与实测值误差作为适应度值,对坝基地层和防渗体各区域渗流参数进行优化搜索,并将反演结果进行反馈计算验证。结果表明,基于支持向量机-遗传算法反演渗流参数是可行的,帷幕后渗压水位偏高由趾板与帷幕间的裂缝及坝基渗流各向异性综合引起,可针对上述薄弱部位进行工程处理以降低幕后水位。

双塔水库大坝渗流反演分析与特征水位渗流计算研究

结合双塔水库大坝现场检查以及地质勘探情况,通过渗流观测资料分析对坝体渗漏成因进行了分析,通过Auto Bank软件建立平面典型断面有限元模型,通过参数渗流参数反演分析调整了本次计算的渗透系数,计算得到浸润线规律符合一般均质坝分布。并进行了特征水位下稳定渗流计算分析,计算结果表明心墙下游侧出逸点偏高,并未自心墙与坝基接触部位形成出逸,坝脚出逸处渗透坡降满足要求。

长潭水库拦水大坝渗流监测资料分析

长潭水库大坝自2005年除险加固后经受了"麦莎"等台风洪水的考验,为了评价大坝的防渗效果及安全性能,对加固后的大坝监测资料进行分析,得出了坝体坝基整体渗透稳定性满足规范要求,大坝渗流安全性为"A"级的结论。

小川水库坝体渗漏成因与渗流计算

结合小川水库大坝现场检查及地质勘探情况,通过渗流观测资料分析坝体渗漏成因,得到排水廊道的设置对绕坝渗漏起到了改善作用。通过Auto Bank软件建立平面典型断面有限元模型,渗流参数计算得到浸润线规律符合均质坝分布;综合判断下游坝坡高水位工况下渗透稳定不满足要求。

新疆克孜尔水库主坝渗流监测资料分析

为研究新疆克孜尔水库除险加固后主坝的渗流情况,运用数理统计方法对主坝渗流监测资料进行了过程线分析、水平渗透坡降分析、相关性分析、位势及测压管水位滞后时间分析。研究结果表明:(1)主坝渗流量较小,心墙防渗效果较好;(2)下游无渗透明流,无积水,无异常变形,渗流状况基本稳定,大坝运行工况基本正常;(3)0+252监测断面下游位势略微偏高,判断该断面心墙与坝基的帷幕灌浆局部风化或排水花管排水不畅,应引起重视。

桐柏蓄能电站上水库主坝坝后坡渗水分析及处理

通过对桐柏蓄能电站上水库主坝坝后坡渗水的分析,找出确切的渗水原因及渗水通道,并对渗水进行了有效处理,解决了坝后坡渗水缺陷,确保了大坝安全。