摘要：采用振动碾压填筑堆石坝的过程中,堆石料会发生大量的颗粒破碎,导致粗粒含量减小,细颗粒含量增加,碾压后的级配与设计级配已经不再相同。然而,目前在可研和初设阶段,开展现场碾压试验难度大,而有限元计算大坝变形时采用的堆石料计算参数往往都是设计级配(未考虑碾压)的三轴试验结果。实际上,设计级配的变形模量比碾压后级配(相同密度条件下)的试验结果高。本文参考已建大坝碾压时颗粒破碎的实测结果,采用考虑颗粒破碎的状态相关的堆石料弹塑性本构模型,开展了大坝施工和蓄水的有限元分析研究,计算结果表明:是否考虑碾压过程中的颗粒破碎对大坝变形计算结果有着较大的影响,如果在三轴试验或计算分析中不考虑这个因素,会明显地低估大坝的变形,对大坝的安全性评价是十分不利的,这可能是目前有限元计算的高坝沉降变形比实测偏小的主要原因之一。

摘要：堆石料尺寸效应一直都是困扰工程设计和安全评价的一个难题。由于缺少较大尺寸的试验仪器和缺乏合理的尺寸效应评价体系,堆石料缩尺引起的强度和变形的变化规律还没有统一的认识,对缩尺引起的强度和变形差异的机理还不清楚。对相关研究涉及到的问题进行了分析、总结。笔者认为一套合理的堆石料尺寸效应评价体系,应该考虑试样边界约束尺寸效应、缩尺方法和标准及单粒细观特性尺寸效应等对宏观粒组变形特性的影响。为解决堆石料尺寸效应难题,大连理工大学近期完成了国内第一个超大三轴仪(试样直径800,1000 mm),连同早期开发和研制的系列三轴仪(试样直径100,200,300 mm)构成了多尺度三轴试验研究平台,为深入、系统地研究堆石料静动强度与变形的尺寸效应提供了技术支撑。

摘要：准确定位面板薄弱区域、定量评价面板破坏程度对面板坝抗震安全评价至关重要。联合非完全点对点界面和四分树网格生成技术,实现了面板坝面板与垫层接触作用的两级跨尺度精细化建模;引入混凝土黏聚力模型并联合筑坝材料广义塑性模型、状态相关的弹塑性接触面模型考虑材料强非线性和破坏过程,建立了强震作用下面板动力弹塑性跨尺度开裂演化分析方法,并研发了显式地震波动分析框架下的SBFEM-FEM耦合计算软件。以200m级面板坝为例进行了面板动力破坏数值分析,并分别考虑了面板配筋率、竖向地震和坝前水深的影响。结果表明:十分直观地再现面板坝防渗面板的动力开裂演化过程,有助于定位面板局部薄弱区域、定量评价面板破坏程度以及评估抗震措施加固效果,为混凝土面板抗震优化设计和极限抗震能力评估提供技术支持。可拓展用于其它混凝土防渗结构破坏计算,且可容易地扩展至三维分析应用。

摘要：针对极值搜索系统在稳定状态存在可行域约束情况下的预设性能控制问题,首先利用罚函数构造新型目标函数并设计极值参考轨迹;然后,通过性能函数和误差转换函数构建系统等效模型,利用反演控制方法进行预设性能控制器设计;最后,设计不确定参数自适应估计律.系统在实现极值搜索的同时能够满足预先设定的性能指标.数值仿真验证了所提出方法的有效性.

摘要：混凝土防渗墙是深厚覆盖层地基上修建土石坝的主要坝基防渗结构,是保证大坝安全的关键防线,因此,精细模拟防渗墙的受力状态,对于合理评价深厚覆盖层上土石坝工程具有重要意义。联合增量迭代法和有限元-比例边界有限元耦合方法,实现了土石坝应力变形的跨尺度精细化分析,克服了中点增量法求解局部强非线性问题时精度低的缺陷;发现了防渗墙-心墙接头附近和防渗墙底部土体剪切带的局部大应变特性,阐明了传统方法无法描述土体局部大应变而高估防渗墙应力的机制;提出了设置薄层单元来模拟应变局部效应的高效计算方法,实现了超深覆盖层上高沥青心墙坝防渗墙受力状态的三维精细化分析。本研究发展的有限元-比例边界元-增量迭代法-预设薄层单元的跨尺度非线性分析方法可为深厚覆盖层上土石坝防渗墙的安全评价和设计优化提供理论和技术支持。

摘要：针对超深软弱覆盖层上的面板坝工程止水缝安全问题,从变形和应力2个方面开展优化研究,揭示了防渗墙连接板趾板面板防渗体系的变形模式,定位了薄弱位置,提出了优化方案,并量化了工程应用效果.结果表明,防渗墙与趾板间沉降差集中在防渗墙与连接板之间的止水缝处,设置多块连接板无法起到逐步过渡沉降差的作用.防渗墙下游侧设置侧向支撑、制作倾斜形止水缝、趾板下设支撑墙均可减小防渗墙连接板间止水缝沉陷变形.相比垂直止水缝和多块连接板的传统方案,所提的防渗墙顶部拓宽连接板倾斜形止水缝以及防渗墙顶部拓宽倾斜形止水缝趾板下设支撑墙的深厚覆盖层上面板坝防渗体系综合优化方案可使防渗墙与连接板之间止水缝沉陷变形分别减小41.5%和53.8%.

摘要：两河口超高心墙坝填筑期监测发现,心墙孔压最大值明显高于同类工程,并且呈显著不均匀分布的现象,超出了以往的认识,引起了工程界对超高心墙坝安全的担忧。本文将饱和度作为初始材料参数引入到广义塑性本构模型中以反映心墙孔压与饱和度的耦合效应,建立了不排水条件下简化、高效的流固耦合分析方法并对其进行了验证。在此基础上,根据心墙初始饱和度的实测分布随机取值,开展了两河口心墙坝三维流固耦合分析,发现心墙实测孔压不均匀分布与饱和度随机性是直接相关的,揭示了实测高孔压及其分布特征的形成机理和影响,成果为超高土石坝心墙安全评价提供了理论支撑和技术手段。

摘要：发展能够合理评价面板堆石坝在施工期、蓄水期与地震期应力与变形的数值分析方法对于面板堆石坝的设计和安全运行具有重要的意义。本文开发了三维弹塑性有限元分析程序,根据紫坪铺筑坝堆石料单调和循环荷载大型三轴试验确定堆石料的广义塑性模型参数,对紫坪铺面板堆石坝的施工、蓄水过程及汶川地震震害进行了数值模拟,并与实际施工监测和震害调查结果进行了对比。结果表明:数值计算得到的大坝在施工期、地震期的变形,地震后面板应力分布及施工缝错台均与实测结果规律一致。表明采用考虑压力相关性的堆石料广义塑性模型进行面板堆石坝的施工期、蓄水期与地震期的全过程模拟是可行的。

摘要：混凝土防渗墙是覆盖层上土石坝坝基的关键防渗结构,由于防渗墙与覆盖层的刚度和尺度差异巨大,通常的数值分析方法难以保证精度,且现有基于强度的安全评价方法,无法适应防渗墙作为防渗结构而非承载结构的功能评价要求。本文提出了比例边界元-有限元耦合跨尺度离散、塑性损伤模型和内聚力模型分离描述压损伤和受拉开裂、破损后防渗功能目标评价的精细化分析方法,实现了深厚覆盖层上土石坝防渗墙的性态演化评价。研究结果表明:超深覆盖层上悬挂式防渗墙在两岸底部因近似垂直于岸坡的高压应力发生压损伤,类“外伸梁”的面内弯曲变形使靠近防渗墙两岸的顶部和底部区域产生坝轴向高拉应力导致槽段间出现竖向裂缝;在防渗墙两岸的上游侧局部设置辅助防渗措施,可有效降低防渗墙破损后的渗流量。本文方法揭示了混凝土防渗墙的损伤开裂模式,定位了防渗墙薄弱区域,评价了防渗墙损伤开裂对防渗功能的影响,量化防渗措施效果,实现了防渗墙从传统承载能力评价到功能性态评价的跨越,可为深厚覆盖层上土石坝防渗墙的安全评价和设计优化提供理论和技术支持。

摘要：当前汽车安全距离自动检测系统存在各有不足,利用激光成像技术优点,设计了激光成像的汽车安全距离自动检测系统。采用激光测距仪采集汽车与障碍物之间的距离数据,并通过激光发送装置和通信总线传入信号调制器,然后信号调制器估计汽车与障碍物之间的相对速度,并反馈给激光测距仪,根据时间检测安全距离是否合理,最后将目标安全距离及其相对速度展示在显示屏上。实验结果表明,该系统的测距误差低于1%的,可以满足实际应用要求。