Study on life-cycle risk management of high earth-rock dam project

Based on advanced computer technology, internet of things （lOT） technology, project management con- cept and professional technology and combined with the innovative theories, methods and techniques in earlier hy- dropower projects, the life-cycle risk management system of high earth-rock dam project for Nuozhadu project was developed. The system mainly includes digital dam, three-dimensional design, construction quality monito- ring, safety assessment and warning, etc, to integrally manage and analyze the dam design, constructional quality and safety monitoring information. It realized the dynamic updates of the comprehensive information and the safe- ty quality monitoring in the project life cycle, and provided the basic platform for the scientific management of the construction and operation safety of high earth-rock dam. Application in Nuozhadu earth-rock dam showed that construction safety monitoring and warning greatly helped accelerate the construction progress and improve project quality, and provided a new way for the quality safety control of high earth-rock dam.

高拱坝坝基扬压力异常问题分析

渗流特性是反映水利工程运行性态的重要内容,某高拱坝在蓄水运行3年后,渗流特性表现出了一定的异常现象。本文基于该工程渗流渗压监测数据,通过环境量数据进行统计模型建模分析,定量分析和评价了水压、降雨、温度和时效等分量对坝基扬压力的影响,并以2019年为典型年,计算了效应量的各分量变幅占比,得出由于降雨影响,水通过微细裂隙入渗至坝基导致扬压力异常,同时本文的分析思路可为同类工程监测资料分析提供借鉴。

世界已建高坝大库统计分析

为了解和掌握世界范围内的高坝大库建设情况,统计全球已建成的特大型高坝大库资料。在此基础上,根据地区、坝型和建成年代对高坝大库有关特征进行分析,总结了世界高坝大库的地区分布规律、主要坝型和历史建设趋势,得出如下结论:世界高坝大库工程主要分布于亚洲、欧洲、北美洲;高坝的坝型通常是混凝土拱坝、堆石坝和混凝土重力坝,而形成特大水库的大坝多为混凝土重力坝、堆石坝和混凝土拱坝;高坝大库工程基本上建成于1945年以后,目前世界高坝大库的建设中心已转移至中国。

高拱坝超载破坏过程的第一主应力统计分析

利用ANSYS软件对某高拱坝超载过程进行超载数值计算,得到拱坝的超载破坏过程。先对超载过程单元第一主应力进行统计分析;再计算每次超载时每个单元第一主应力大小的变化率,统计单元第一主应力变化率在超载过程中的变化规律;最后结合数值计算及地质力学模型试验成果分析单元主应力变化规律所对应的承载力状态。研究发现:当结构达到极限承载力时,其第一主应力相对频数分布有较为明显的集中现象;在结构超载初期,单元第一主应力变化率较大的单元,在单元中所占百分率比例较高,单元第一主应力增长较快;随着荷载的逐渐增大,单元第一主应力增长变缓。当结构达到极限承载力时,单元第一主应力变化率较小的单元在单元中百分率所占比例较高。单元第一主应力变化率越分散,表明结构仍有较大的超载能力;变化率越集中,表明结构越接近超载极限。利用此规律可以较准确地确定高拱坝的极限承载力。

基于有限元法的高拱坝分区变形模量反演分析

针对高拱坝位移响应模型复杂以及常规有限元反演方法计算量大的难题,提出了一种新的高拱坝分区变形模量快速近似反演方法.首先依据实际材料分区及几何特性,将坝体及坝基有限元模型分成若干区域;依据实际数值分布范围预设若干组线性无关的变形模量组合,并结合全过程或选取某时间区段的实际库水位变化过程,进行有限元正分析,得到各种组合下监测点的位移响应序列;以这些序列作为基序列,取代传统回归模型中的水压因子分量,并通过最优化拟合得到各因子回归系数;利用位移分量和分区弹模间的力学关系,进一步计算得到各分区综合变形模量的反演值.通过鱼简河工程实例对该方法进行了介绍和验证,结果显示回归水压分量与水位相关关系良好,回归系数合理,分区变形模量反演结果与设计值较为接近.

中国高坝大库统计分析

本文分类统计了中国现有已建和在建坝高100m以上水库和库容10亿m3以上水库,系统分析高坝大库的建设年代、地域分布、主要任务、库容与装机、坝型等特征,从定量指标上反映高坝大库在经济社会发展中的重要地位,以及中国水库建设从低坝小库向高坝大库、从单一筑坝材料向多种材料复合应用的发展变化趋势。

基于分布式光纤测温的拱坝施工期温度突变识别

针对溪洛渡特高拱坝施工期混凝土光纤测温出现的温度突变情况,结合光纤测温数据特征,采用循环探测检验法对温度突变值进行识别,并在建立的施工期混凝土温度统计模型基础上,通过回归分析对实测通水温度、环境气温等各温度分量引起的温度变化量进行定量分析。该识别方法可在混凝土温度发生突变时准确定量解析异常成因,以便修正实测温度数据。同时,基于光纤测温数据构建了坝体温度场,可更直观反映坝体温度场变化,为大坝温度场状态判断提供了依据。

包含新高水位因子的重力坝垂直位移统计模型

为了更准确地分析大坝垂直位移的变化规律,解析其影响因素,在分析了常规统计模型缺陷的基础上,加入"新高水位因子",用于铜街子重力坝垂直位移的对比分析。结果表明,增加新高水位因子的统计模型能够很好地模拟初蓄期水位急升对垂直位移的影响,并能分解出合理的时效发展过程,采用该模型可提高坝工安全评价结论的可靠性。

高拱坝超载失效过程中单元应变能统计分析

利用有限单元法计算某高拱坝正常荷载至极限承载力的超载过程,通过对超载过程中单元应变能变化规律的统计分析,发现在结构超载初期,单元应变能增长较快;单元应变能变化率较大的单元,在单元百分率所占比例较高,随着荷载的逐渐增大,单元应变能增长变缓;当结构达到极限承载力时,应变能变化率较小的单元在单元百分率中所占比例较高;单元应变能概率分布在超载过程中先集中再分散,且单元应变能越集中,表明结构越具有较大的超载能力,单元应变能变化率越分散,表明结构越接近超载极限;单元应变能变化率在超载过程中先分散再集中,且单元应变能增长率越分散,表明结构越有较大的超载能力,单元应变能变化率越集中,表明结构越接近超载极限。

新疆玉龙喀什水利枢纽工程土石坝坝型选择

玉龙喀什水利枢纽位于高山峡谷区,岸坡陡峻,场地地震基本烈度Ⅷ度,大坝地震设防烈度Ⅸ度,为强震、寒冷峡谷山区河段上的230 m级高土石坝。笔者根据工程区土石坝建设条件,详细统计了国内外强震区高土石坝现状,确定了可参与坝型比选的三种土石坝坝型,并逐一进行可行性分析,最终确定混凝土面板堆石坝为推荐坝型。同时,也指出了大坝设计难点和目前开展科研试验研究的具体方向。

天山天池堆积坝体结构及大小锅底坑老崩塌-老滑坡发育阶段探讨

虽对天山天池冰碛-崩塌-滑坡综合成因已形成共识,但对堆积坝体结构及地质构造控制的老崩塌-老滑坡位置及形成过程尚不明晰。在前人研究基础上,采用现场地质调查、钻探资料分析等方法圈出构造格架;在平行和垂直坝体轴线方向上利用高密度电法开展坝体电性结构探测,给出地质解释剖面。结合遥感影像变化,分析大小锅底坑反映的全新世发生的老崩塌和老滑坡两阶段发育特征。认为老滑坡北侧缘F2断层为控制边界,显露梳妆镜为分析滑坡运动的重要线索;末次冰期冰碛物后的崩塌和滑坡运动与堆积物,填塞淤埋天池原古河道并将泄洪道推向右岸形成现在的天池坝体形态;原古河道在电性结构剖面上显示低阻带,为西小天池源头泉水集中排泄区;靠近湖岸的断层F1起稳定湖水位的阻水作用。该结果可望对天池形成演化、堆积坝体稳定性分析和保护提供一定参考。

施工期高心墙堆石坝沉降非线性时变统计模型

针对施工期高心墙堆石坝环境复杂性及变形不确定性等问题,在合理选择非线性时变统计模型因子的基础上,基于Duncan-Chang模型和流变理论,综合分析了填筑过程、降雨、坝体及坝基材料流变等因素对沉降的影响,给出了每个模型因子的表达式,构建了施工期高心墙堆石坝沉降非线性时变统计模型。借助MATLAB平台,开发了计算程序,并将该模型用于糯扎渡高心墙堆石坝施工期沉降变形监控,测点DB-C-VW-01和DB-C-VW-02的平均相对误差分别为-0. 5661%和-0. 7036%,从而验证了施工期高心墙堆石坝沉降非线性时变统计模型的有效性。

糯扎渡堆石坝施工期两种心墙沉降统计模型的比较

以糯扎渡施工期心墙沉降为例,基于心墙沉降监测资料,借鉴已有的研究成果,建立了考虑填筑高度影响的统计模型和考虑填筑分量和时间分量耦合的统计模型,并将两种模型应用于糯扎渡水电站心墙沉降的分析中,比较分析了两种模型的实用性和精确度。结果表明,考虑填筑分量和时间分量耦合的统计模型精确度较高,可作为糯扎渡土石坝施工期心墙沉降分析的一种适用模型。

基于统计模型的高心墙堆石坝沉降变形研究

通过研究大坝沉降的统计模型,结合某高心墙堆石坝的实际工程概况,确定了坝体沉降变化的主要影响因子,在此基础上建立满足该大坝沉降规律的统计模型,采用多元回归分析方法确定了坝体典型剖面上测点的沉降模型,运用建立的沉降模型对测点沉降变化进行拟合和预测,验证了建立沉降模型的有效性。同时对各测点的观测值进行分离,进而定量分析填筑、水压和时效分量对坝体沉降的影响作用。

基于马斯京根法推求入库洪水计算方法的改进

为解决采用马斯京根法计算入库洪水产生的不合理现象,根据入库洪水的基本概念探讨了入库洪水与坝址洪水的关系,基于马斯京根法分析了反推入库洪水过程产生的不合理现象,提出采用区间半分法进行迭代计算,并对初始流量的假定进行了分析,较为客观地还原了入库洪水过程、加快了迭代收敛速度、提高了计算精度。通过编制计算机程序,结合柘林水库实测坝址资料,对该方法进行了验证,实例表明该方法可应用于入库洪水计算。

高土石坝心墙施工期沉降变形统计分析模型研究

针对传统土石坝心墙沉降变形统计分析模型存在数据拟合、预测精度不高的问题,提出基于位移变化过程的多项式改进统计分析模型,综合考虑沉降变形特性、土体材料流变特性、自重荷载、以及不同时间荷载作用下的不同填筑层厚土体等多种因素。结果表明,改进模型拟合及预测趋势更符合实际、预测情况更好,可为高土石坝心墙沉降监测数据分析提供新的工具。

基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真研究

高心墙堆石坝施工场内交通运输过程复杂,且影响因素众多,设计阶段进行的施工场内交通仿真难以面向动态的施工过程。本文提出了基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真理论,建立了相应的仿真模型,依据基于GPS技术的高心墙堆石坝填筑施工过程数字监控系统提供的高精度实时施工信息,通过数理统计法,获取更加贴近实际施工过程的仿真参数及影响因素指标,并根据实际的施工进程模拟下一阶段的场内交通状态。通过工程应用实例表明,所提出的理论和方法较传统仿真更为先进,为工程施工场内交通运输过程的分析与控制提供有效的技术支持。