小型水库土石坝安全评价主要技术问题探讨

我国的水库大坝多数已完成过一次安全鉴定或除险加固,运行状态和安全性状有所改变,近期进入了新一轮的安全评价周期。随着新的大坝安全评价导则及相关标准的实施,对大坝安全评价提出了一些新的要求。在新一轮的大坝安全评价工作中,不同的评价单位对一些常见技术问题作出了不同判断,导致安全评价结论大相径庭,也影响了后续的除险加固工作。本文对照新导则的基本技术要求,对这些常见的技术问题进行了梳理,剖析问题的本质,以利于提高大坝安全评价的准确性。

基于层次分析法的中小型水库土石坝工程病险规律研究

我国中小型水库众多,坝型大多数为土石坝,但对中小型水库土石坝工程病险规律的研究不足。通过构建中小型水库土石坝工程大坝安全评价层次结构模型,基于大坝安全风险和病险频度综合权重分析,利用层级分析法计算权重,绘制帕累托图,量化分析得出中小型水库土石坝工程主要病险指标和因素。研究表明,中小型水库土石坝工程病险特点具有均衡性、全面性、规律性;水库主要病险指标依次是渗流安全问题、结构安全问题、防洪能力不足;水库主要病险因素是大坝渗流安全、泄洪能力复核、大坝结构安全、泄水建筑物结构安全、大坝坝顶高程和防浪墙高程复核、闸门结构安全、启闭机结构安全等。研究结果可为新时期中小型水库土石坝工程除险加固提供参考和指导。

小型土石坝下游坡墙式结构稳定性分析

针对下游坡墙组合结构小型土石坝安全稳定问题,现行规范理论将挡土墙视为坝体结构的一部分评价结构稳定性,具有一定的局限性,且由于获取相对刚性的干砌石挡墙抗剪强度指标难度较大,工程上常选用经验值。为准确评价组合结构的稳定,厘清坡墙组合结构失稳的主要影响因素,视坝体和干砌石挡墙为独立结构,采用Geo-Studio有限元软件首先选用Morgenstern-Price法分析了正常运行工况下游坝坡稳定性,然后依据孔隙水压力分布和坝体与挡土墙接触面处x向应力与高程分布曲线,得到接触面上作用荷载进而计算得到了抗滑和抗倾覆稳定安全系数,综合坝坡和挡土墙稳定分析成果,明确了导致坡墙整体结构失稳的主要原因。分析成果表明挡土墙与坝体高度比、下游坝坡坡比是影响组合结构稳定的主要因素,提出了运用边坡和挡土墙稳定系数曲线交汇法评定最优设计参数。

基于层次分析法和模糊理论的小型水库土石坝安全评价

鉴于水库大坝安全状态评价的模糊性和层次性,通过分析我国小型水库土石坝结构特征和破坏机理,构建结构安全状态评价指标体系,提出基于层次分析法和模糊理论的小型水库土石坝安全评价方法。利用模糊理论对层次分析法计算的权重进行修正,得到评价体系中各指标的隶属度值,根据最大隶属度原则确定结构安全状态的模糊综合评价结果。研究以浙江省杭州市余杭区康门小型水库土石坝为工程实例,应用本文的指标体系和模糊综合评价方法对其进行结构安全状态评估。将结果与工程实际对比发现两者基本一致,验证了本文所提出的指标体系及评价方法的有效性,可为小型水库土石坝的结构安全评价提供借鉴和参考依据。

小型土石坝筑坝材料统计分析及坝坡稳定分析

文中通过小型土石坝坝高和筑坝材料统计分析,了解筑坝材料不同物理特性的统计特征。针对某工程实例,进一步分析渗流和坝坡的稳定性,得到筑坝材料不同物理特性对坝坡稳定的影响规律。结果表明,筑坝材料相关物理特性统计数据相对离散,尤其是抗剪强度参数和渗透系数。抗剪强度参数对下游坝坡的稳定性起决定性作用,充分重视其离散性。渗透系数和湿容重对坝坡稳定也有一定影响,亦不容忽视。

小型水库土石坝安全评价主要技术探讨

我国的水库大坝在经历了2008年—2012年的除险加固高峰期后,进入了新一轮安全评价周期,伴随着新的大坝安全评价导则及大坝相关的新规范的实施,对大坝安全评价提出了一些新的要求。本文以小型水库土石坝为评价对象,分析新一轮安全评价的主要技术特点,探讨安全评价的基本技术要求,以提高大坝安全性状评价的准确性,为运行管理或新一轮的除险加固提供可靠的依据。

小型土石坝安全监测研究

在分析小型土石坝特点和安全监测现状的基础上,对小型土石坝安全监测中的几个问题进行了深入的分析探讨。以彭家峪水库安全监测设计为例,建议加强小型土石坝管理和安全监测工作,并根据工程具体情况进行监测设计和实施。

基于特征正交分解的土坝变形安全监控模型

为解决性态变化剧烈的大坝施工期或固结期实测资料建模的非平稳、小样本和多重共线性等问题,以某均质土坝坝顶上下游水平位移为研究对象,采用基于特征正交分解的逐步回归分析方法,对土坝坝顶下游侧实测值进行建模,分析了模型的可预报时间尺度和精度。结果表明,对于性态变化比较剧烈的土坝,基于特征正交分解回归方法,可有效解决非平稳、小样本和多重共线性问题,但该新建模型的预测精度在接近建模时间尺度的1/3范围内有效,后期实测资料与预报模型预测的差异反映大坝性态已发生了变化。

房山水库土坝多头小直径水泥土防渗墙加固效果评价

为评价多头小直径水泥土防渗墙的防渗效果,以房山水库土坝加固为例,采用有限元法计算分析加固前后坝体渗流特性。结果表明,以多头小直径水泥土防渗墙为主要防渗措施建立的防渗体系效果良好,可明显改善坝体和坝基的渗流性态,加固后大坝各料区渗透坡降和渗透流量均明显减小,均能满足《碾压式土石坝设计规范》的要求,且该方法施工质量可靠、造价低,可广泛推广应用于土坝防渗加固。

糯扎渡高心墙堆石坝离心模拟试验研究

近年来,随着高土石坝建设的迅速发展,研究坝体在施工期和运行期的各种性状已成为土石坝研究领域中最为重要的课题。同时,离心模拟试验技术在高土石坝的研究中也有了更加广泛的应用。本文结合坝高261.50m的糯扎渡心墙堆石坝,利用小比尺离心模型进行了模拟试验,研究坝体在施工期和运行期的应力和变形性状,论证采用小比尺离心模型研究高坝变形和应力性状的可行性,同时提出了原型坝体在竣工期和蓄水期的应力变化和变形情况,为该坝的设计和施工提供了科学依据。

中小型水库土坝安全监测及管理数字系统研究

针对中小型水库土坝特点,在分析传统大坝安全监测系统局限性的基础上,在系统结构、传感器、数据采集模块、电源自动管理、远距离传送、软件系统几个方面进行了创新与改进,研发出一套适用于中小型水库土坝的安全自动监测及管理数字系统。该系统性价比高,功能完善,稳定可靠,操作简单,能在中小型水库土坝安全监测中发挥重要作用。

安徽省小型水库土石坝常见病险及加固措施统计分析

文章通过对安徽省76座小型水库土石坝不同病险特征进行分类统计,分析整理各种病险采取的处理措施,并提出建议,为病险水库的加固提供决策依据。

小型土坝除险加固中若干问题的探讨

小型水库、山塘多采用土坝作为挡水建筑物,其分布具有点多、量大、面广等特点.由于多数小型水库与山塘的先天建设条件欠佳,后期管护又不够有力,土坝防洪能力不足、坝体渗漏、涵管破裂等病害隐患较多.又受加固或整治条件限制,大中型水库常用的一些加固技术、加固方法在小型土坝中并不完全适用.本文针对前述常见的一些问题,从设计、施工、管护等方面进行了总结,分析了问题产生的原因,提出了加强与改善管理的一些措施和建议,包括加固方案的选择、建后管护的要求,以及需要进一步开展的有针对性的技术研究等.

基于深度阈值卷积模型的土石料级配智能检测方法研究

土石料级配合理性直接影响土石坝的力学特性与抗渗性能,当前级配检测主要依靠人工筛分试验,无法实现大规模快速检测。传统图像识别算法不符合土石料级配检测的精度要求,深度学习图像识别算法需要海量人工标记的训练样本,难以满足工程实际需求。本文结合传统图像识别中基于最大类间方差的边缘检测算法与卷积神经网络深度学习模型,研究了土石料图像识别与级配数据智能分析相结合的级配检测方法,建立了可实现级配快速检测的深度阈值卷积模型(Deep Otsu Convolutional Neural Network,DO-CNN),提高了级配检测的精度,并以灰岩石料为典型样本,通过18组标准筛分试验获取土石料级配数据及图像,进行模型训练与验证。结果表明:与仅使用基于最大类间方差法的边缘检测模型相比,DO-CNN模型能够极大提高级配检测的准确率与稳定性,实现基于图像的土石料级配快速检测。对于5 mm以下细小土石料颗粒,模型识别精度同样较高。

基于重要贡献度的中小型土石坝安全评价指标体系研究

针对中小型土石坝安全评价指标体系的研究相对缺乏的问题,采用文献统计方法分析了中小型土石坝的安全特性,总结了影响安全的主要因素,提出了"重要贡献度"遴选依据。采用德尔菲法结合灰色关联度分析法组合赋权,量化确定指标的重要贡献度。依据累积重要贡献度遴选对中小型土石坝安全评价影响大、贡献率高的优势因子,建立由两个层次,即7个一级准则、16个二级指标组成的评价指标体系。应用于实际工程案例分析,验证了本评价体系的合理性与可行性。结果表明:该方法避免了定性分析的主观随意性和定量分析的数据依赖性,构建的中小型土石坝安全评价指标体系精炼、针对性强,提高了综合安全评价的效率和可操作性,为量化和智能化的安全评价研究奠定了基础。

小型水库土石坝除险加固问题浅析

根据全国第一次水利普查数据表明我国共有水库98 002座。大型756座;中型3 938座;10万m3及以上的小型水库93 308座。其中有4万多座小型水库不同程度存在病险问题,占了全国水库总量近40%。这些病险中小型水库不仅成为严重的安全隐患,并制约了当地农业的发展,亟需整治。文章就小型水库的主要建筑物土石坝除险加固问题进行探讨。

浅谈小型土石坝水库除险加固工程中的地质勘察

目前,各级政府部门加大了对小型土石坝除险加固工程的资金投入力度和治理力度,启动"千库保安"除险加固工程。本文通过对小型土石坝水库除险加固中的病害问题和因特殊原因存在的较多工程地质问题的浅述,阐述了工程地质勘察存在的主要问题,介绍了小型土石坝水库除险加固工程中如何全面客观地反映小型土石坝病害险情,并分析了病害险情产生的原因,说明除险加固工程中地质勘察工作的重要性。简单总结了小型土石坝水库除险加固工程中地质勘察的内容、依据、原则、流程、方法及工作量布置。指出地质勘察工作要充分重视已有的资料分析和现场地质调研,勘察目的要明确,勘察方法和内容要因病因险制宜,勘察重点要突出,这样才能较合理地提供各种地质参数,并为工程除险加固提出处理措施和建议。同时结合工程实例加以分析说明。

云南省小型病险水库土石坝渗漏成因及防渗处理

大坝防渗处理技术措施较多,如何因地制宜地选择防渗处理方案以满足除险加固工程的功能性、可实施性、经济性、环境和安全性的要求,是建设各方必须重视的问题。分析了云南省小型病险水库大坝渗漏的类型及成因,并根据云南省小型水库实际情况和各类防渗处理技术特点,有针对性地提出了优选方案和建设过程中注意的问题,为小型水库的防渗加固处理提供参考和借鉴。

基于“漫而不溃”理念的新疆小型水库土石坝应对洪水风险新策略

新疆已建、在建山区小型水库149座,其中拦河坝为土石坝的小型水库120余座。近年来,气候变化条件下洪水风险呈更加严峻之势,小型水库采用土石坝坝型的运行与溃坝风险较大。针对泥沙淤积使防洪库容减少、表孔宣泄遭遇枯木树枝堵塞、水库遭遇超标准洪水、坝体年久失修或结构失稳等小型水库土石坝的洪水风险问题,需增加土石坝工程的超泄能力,避免造成溃坝等洪水风险,以增加工程的安全性。以某山区小型水库为例,通过加宽溢洪道、增加底孔泄流、坝体部分溢流、坝体全断面溢流等方案分析,研究了不同组合泄洪形式的可能性,提出了基于"漫而不溃"的土石坝加固理念与措施,以应对气候变化条件下超标准洪水的宣泄,可供类似工程设计参考。

陕西省小型土坝除险加固的问题及对策

广大小型水库及山塘土坝的除险加固问题是陕西省彻底消除病险水库安全隐患的重要途径。本文针对黄土地区小型土坝常见的渗漏及结构安全等病害问题,分析导致病险的原因及关键技术问题,特别指出抗震性能与坝顶交通是当前陕西省小型土坝安全评价的新问题。结合大中型土坝病险加固的经验与教训,提出黄土区小型土坝除险加固关键技术问题的对策及措施。