摘要：随着堆石坝高度从200 m级向300 m级迈进,大坝变形协调控制变得尤为重要,基于参数反演的堆石坝有限元模拟是进行变形性态评估的常用手段之一。为探讨不同参数反演策略在高心墙堆石坝中的适用性,本文进行了参数联合反演与解耦反演策略对比研究。采用神经网络构建有限元正算的代理模型,采用群体智能优化算法进行迭代寻优,反演得到静力、流变和湿化模型参数。相较于人工干预少、效率高的参数联合反演方法,参数解耦反演方法通过分阶段、分区域的材料参数反演,能够更合理地反映填筑蓄水过程对堆石坝变形的影响。基于解耦反演参数计算的坝体变形与实测值吻合良好,更有效地揭示了坝体在填筑、蓄水及长期运行过程中的变形空间分布和演变规律。

摘要：堆石料的物理力学特性在干湿循环作用下会发生明显劣化。基于堆石料颗粒三维扫描结果,建立了宽粒径范围的堆石料颗粒模板库。考虑干湿循环对颗粒强度、颗粒间接触模量和摩擦系数的影响,提出了一种考虑堆石颗粒干湿循环劣化的颗粒破碎模拟方案。在此基础上,采用FDM-DEM耦合方法对不同干湿循环作用下的堆石料试样进行一系列三轴压缩试验,讨论了在三轴压缩条件下干湿循环对堆石料宏细观力学特性的影响规律。结果表明:堆石料的初始模量和峰值强度随着干湿循环次数N的增加而呈非线性降低,干湿循环对体变曲线在初始阶段的剪缩和加载后期的剪胀有抑制作用,当N增大至某一值时,干湿循环对堆石料的宏观变形和强度的影响逐渐不明显。干湿循环次数越大,试样内部平均配位数越大,接触滑移比越大,试样内部的偏组构呈非线性减小,即各向异性程度在逐渐减小,这说明干湿循环对试样内部的各向异性发展有抑制作用。

摘要：为研究不同材料本构模型对高心墙堆石坝应力、变形计算的适用性,以RM 300 m级高心墙堆石坝堆石料的室内试验成果为基础,分别对邓肯E-B模型、沈珠江双屈服面模型及MPZG模型进行材料本构验证和坝体有限元分析。研究结果表明:3种模型均能较好地表现堆石料三轴路径下的应力响应,而邓肯EB模型在低围压下体积响应表现效果欠佳;3种模型计算的坝体应力、变形分布均符合一般规律,应力相近,但变形计算中邓肯E-B模型得到的沉降与顺河向位移均较大;在高心墙堆石坝建设初期,可采用邓肯E-B模型进行早期分析,后期宜采用沈珠江双屈服面模型、MPZG模型等进行决策评价。

摘要：为了准确研究水工混凝土在服役环境中因湿度变化引起的应变应力特性,从基本理论出发,建立修正的热-水-化-干湿应变(THCD)多场耦合模型.在已有模型的基础上,引入优化的化学亲和力函数和吸附等温线方程,实现对水化过程和湿度多阶段演变的准确模拟,进一步建立湿度和应变之间的关系,使模型可以对湿度变化引起的应变应力特性进行描述.基于模型对不同水灰质量比及养护条件下的自干燥、自收缩、单轴扩散干燥试验进行模拟验证,并进行干湿循环试验的数值模拟.结果表明,所提模型具有较好的适应性,可以准确模拟试验中湿度和应变的演变过程,在干湿循环试验中由湿度引起的应变应力特性符合一般规律.该模型可以为水工混凝土结构的安全评估和寿命预测提供支撑.

摘要：土石坝变形协调控制对保证其全生命期安全至关重要,准确可靠的变形监测是评估大坝变形性态、进行变形控制的基础。我国土石坝设计水平与建造技术已达到世界领先水平,其建设高度已迈入300 m级,安全监测技术也得到显著提升。本文总结了土石坝变形监测技术的发展与实践,介绍了分布式光纤传感、管道监测系统、GNSS/北斗、InSAR等新型内外观变形监测技术的工作原理、应用情况、技术优势和局限性,并简述了监测资料整编工作的相关进展。最近建成和在建的几座高土石坝已初步呈现了多技术协同、测点密集化等新态势,可全方位感知土石坝变形,为大坝安全评估提供了良好的数据基础。未来需进一步提升监测仪器可靠性与寿命,研发适用于超深厚覆盖层巨型土石坝的监测技术和仪器,研究海量多源异构监测数据治理理论与方法,全面提升复杂条件下的土石坝安全监测能力和数据治理水平。

摘要：变形预测是堆石坝安全监测与健康诊断的重要手段,现有研究多根据堆石坝监测数据建立单测点预测模型,未充分考虑测点之间相关性进行整体建模,且现有模型难以对漂移数据进行长期精准预测。本文考虑堆石坝变形序列的时序依赖性和测点之间的协同相关性,提出了基于图卷积和循环神经网络、引入概率预测与全过程训练的时空融合变形预测模型。该模型首先采用图卷积网络对多测点特征进行自适应汇聚,然后利用循环神经网络中细胞状态与隐层记忆沿时间轴的传递性,实现对时空信息的挖掘与融合,最后通过线性层得到概率预测参数,提高了模型对监测数据噪声的鲁棒性。采用全过程训练方式,提高模型对影响因子与累积变形量内在关系的学习能力,实现对漂移数据的长期精准预测。最后以水布垭面板堆石坝为例,进行了模型对比实验与消融实验,介绍了该模型在堆石坝安全监测和健康诊断中的三种具体应用。结果表明,本文模型有效融合了时空信息,在预测精度方面显著高于现有模型,解决了现有模型对大坝整体变形规律学习能力差、漂移数据预测精度低的问题,可用于堆石坝变形长期预测、测点异常检测与缺损数据补全。

摘要：缆机是拱坝施工中主要的混凝土入仓设备。监测缆机吊运过程并分析其施工效率,对于支撑工程现场调度优化、资源配置和指导施工至关重要。该文提出一种基于视觉跟踪和模式识别的缆机吊运混凝土效率智能分析方法,首先训练YOLO模型作为目标检测器,并引入轨迹片段特征改进DeepSORT算法,实现对缆机吊罐移动轨迹的多目标跟踪;然后基于轨迹数据的时序特征建立缆机吊运混凝土工作状态识别模型,实现从海量轨迹数据中快速准确识别缆机工作状态和计算吊运效率。拱坝工程的实例分析结果表明:该方法实现了高精度完整跟踪吊罐的移动轨迹,MOTA指标和IDF1指标分别高达90.0%和94.8%,准确识别出了缆机的6种工作状态,精准计算出了缆机的浇筑强度等效率指标,具备可靠性和准确性。

摘要：颗粒材料具有非连续、离散性等特征,在进行数值模拟时面临着较大的计算压力。通过将精确缩尺准则和粗粒化方法引入到连续-离散耦合(combined finite-discrete element method,FDEM)方法中,旨在为加速基于FDEM的颗粒材料数值模拟提供一种解决方案。基于精确缩尺和粗粒化等理论,推导了FDEM中应遵循的精确缩尺准则,在此基础上分别进行了等粒径颗粒体系及二元颗粒体系的三轴剪切数值试验。试验结果表明,在未引入精确缩尺准则时,粗粒化模型表现的力学响应特征会发生改变,结果出现失真,因此必须对粗粒化模型参数进行修正。引入精确缩尺准则后,粗粒化模型的力学响应特征会得到补正。试验结果论证了FDEM引入精确缩尺准则和粗粒化方法的有效性,即能在近似原始颗粒体系的条件下大幅度提升采用FDEM进行颗粒材料数值模拟的计算效率。基于数值试验结果进行了宏细观力学分析,宏观应力变形和细观接触力相互映证,揭示了精确缩尺和粗粒化方法的细观力学机理。

摘要：将X射线断层扫描技术(CT)与原位三轴剪切试验相结合,分析渥太华砂在剪切过程中的微观动力学演化规律.在试验过程中共完成15次X射线扫描,使用图像分割算法进行颗粒分割并使用球谐函数重构颗粒的表面形貌,根据颗粒的多尺度形态指标序列实现整个加载过程中颗粒的准确匹配与追踪,并分析颗粒位移、转动、局部非仿射运动和局部孔隙率等微观动力学和微观结构指标的演化规律.在剪切过程中颗粒体系的竖向位移分布呈现2个锥形区域,颗粒的转动分布出现明显的X型剪切带.用于度量局部塑性变形程度的局部非仿射运动和局部体积分数呈现出较为明显的相关关系,表明颗粒微观动力学与其微观结构之间存在因果关系,局部自由体积较大的地方更易发生塑性变形.

摘要：高心墙堆石坝在运行期库水位变化可达60 m以上,库水位变动范围内的堆石体受干湿循环作用易产生较大的后期变形,会导致坝顶出现纵向裂缝,影响高心墙堆石坝的安全稳定运行。干湿循环对堆石料长期劣化变形的影响已有大量的试验研究,然而干湿循环对不同粒径筑坝堆石颗粒破碎强度的影响研究相对较少。对不同粒径的板岩堆石颗粒进行了干湿循环作用后的单颗粒破碎试验,结果表明,板岩颗粒的荷载-位移曲线及其对应破碎模式可以分为4类,颗粒破碎时对应的峰值荷载和破碎强度均值随循环次数的增加而逐渐减小。不同粒径和循环次数下板岩颗粒的破碎强度均服从Weibull分布,特征破碎强度与循环次数间呈幂指数关系,表明板岩颗粒力学性质的劣化速度逐渐减慢。不同循环次数下板岩颗粒的特征破碎强度均有较为明显的尺寸效应,尺寸效应与循环次数呈负相关关系。