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沥青混凝土心墙堆石坝心墙拱效应研究

水利水运工程学报 2024年第1期 119-128页

作者：李勇李炎隆温立峰李维妹西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明650051

心墙拱效应是影响土石坝安全稳定运行的重要因素,心墙力学特性复杂且受众多因素的影响,复杂地形地质条件对心墙拱效应具有重要影响。首先对比了直心墙、斜心墙、下直上斜式心墙拱效应的差异,在此基础上选取岸坡坡度、河谷宽度、覆盖层... 详细信息

心墙拱效应是影响土石坝安全稳定运行的重要因素,心墙力学特性复杂且受众多因素的影响,复杂地形地质条件对心墙拱效应具有重要影响。首先对比了直心墙、斜心墙、下直上斜式心墙拱效应的差异,在此基础上选取岸坡坡度、河谷宽度、覆盖层厚度以表征坝体所处的地形地质条件。基于数值计算定量研究复杂地质条件对沥青混凝土心墙拱效应的影响规律。结果表明:心墙应力拱效应主要集中在心墙中部3/4坝高附近及靠近岸坡处;斜心墙应力拱效应相对较小,可以很好地改善心墙的整体受力状况;岸坡变陡,斜心墙整体的拱效应强度增加,应力传递的核心区域由心墙中部拓宽至心墙两岸坡;随着河谷宽度的增加,应力传递的重心逐渐由底部转移到心墙两岸及心墙中上部;斜心墙整体的应力拱效应并非随着河谷宽度的增加单调变化,当坝轴线长度与坝高比值增加到3~4时,河谷产生的河谷效应对斜心墙变形及拱效应的影响大幅下降;随着覆盖层厚度的增加,斜心墙底部的拱效应明显增强,底部的拱效应系数分布逐渐集中化、区域化,容易产生局部破坏。

关键词：沥青混凝土心墙地形地质拱效应土石坝

基于井震联合逐级约束的沉积微相展布刻画——以鄂尔多斯盆地锦72井区盒1段H1-2小层为例

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天然气地球科学 2024年第4期35卷 596-607页

作者：李宏涛荀小全张占杨刘庆彬郝廷归平军谭学群温立峰中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国石化华北油气分公司勘探开发研究院河南郑州450006

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗锦72井区具有巨大开发潜力,但该地区基础地质研究相对薄弱。为明确该区主要目的层盒1段层序地层与沉积特征,精细描述开发小层的沉积微相展布,利用岩心、测录井、地震等资料,观察目的层岩心以确定沉积环境和沉积... 详细信息

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗锦72井区具有巨大开发潜力,但该地区基础地质研究相对薄弱。为明确该区主要目的层盒1段层序地层与沉积特征,精细描述开发小层的沉积微相展布,利用岩心、测录井、地震等资料,观察目的层岩心以确定沉积环境和沉积微相类型,进一步分析取心段的测井曲线和地球物理属性特征,通过岩心—测井—地震紧密结合,相互标定,建立了层序界面和沉积微相的地震综合响应模式,划分了太原组—下石盒子组小层,分析了下石盒子组1段沉积微相特征,重点精细刻画了H1-2小层沉积微相平面展布。研究区下石盒子组1段厚度约为60 m,可划分为4个小层,各小层厚度稳定,结合岩相标志、相序特征、砂体纵横展布等分析,综合认为沉积类型属于辫状河道。基于小层精细划分结果,利用地球物理属性切片技术,井震联合、逐级约束,有效刻画了以小层为单元的辫状河微相边界。盒1段H1-2小层在平面上发育约6条辫状河道,河道宽度为2~7 km,呈近南北向长条带状分布。研究结果可进一步为小层储层分析和选区评价提供约束框架。

关键词：杭锦旗小层对比沉积微相井震联合边界刻画

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基于不同围岩特性的隧洞衬砌厚度优化分析

粘接 2024年第5期51卷 161-164页

作者：马强温立峰党侃杨凌职业技术学院陕西杨凌712100 西安理工大学陕西西安710048 陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001

基于不同围岩特性的隧洞衬砌厚度优化既能实现安全要求又可以降低工程投资。结合某电站引水隧洞,采用有限元分析法对隧洞在不同围岩特性下的受力情况进行数值模拟,计算分析在不同衬砌厚度下的应力、配筋及裂缝宽度情况,综合考虑安全性... 详细信息

基于不同围岩特性的隧洞衬砌厚度优化既能实现安全要求又可以降低工程投资。结合某电站引水隧洞,采用有限元分析法对隧洞在不同围岩特性下的受力情况进行数值模拟,计算分析在不同衬砌厚度下的应力、配筋及裂缝宽度情况,综合考虑安全性和经济性对结果进行分析比较,提出了针对不同围岩特性的隧洞衬砌厚度优化方案。研究结果表明,隧洞衬砌在运行期的应力情况是影响衬砌配筋的关键因素,不同围岩特性下衬砌厚度的选择应充分考虑隧洞衬砌应力、所需配筋及裂缝宽度因素影响,当衬砌达到一定厚度后,所需配筋及裂缝宽度趋于稳定。

关键词：围岩特性衬砌厚度有限元分析引水隧洞优化分析

基于井震结合–层序界面逐级约束的小层划分与对比:以杭锦旗十里加汗太原组—下石盒子组为例

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沉积与特提斯地质 2024年第2期44卷 369-383页

作者：李宏涛陈笛张占杨刘庆彬荀小全归平军曹桐生郝廷温立峰中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国石化华北油气分公司勘探开发研究院河南郑州450006

为了实现鄂尔多斯盆地北部杭锦旗十里加汗太原组—下石盒子组小层精细对比,通过详细的岩心观察,岩心–测井–地震紧密结合,利用岩心标定测井曲线,总结不同级次标志层序界面特征,利用逐级标志层序约束,井震结合进行高频层序划分,结合开... 详细信息

为了实现鄂尔多斯盆地北部杭锦旗十里加汗太原组—下石盒子组小层精细对比,通过详细的岩心观察,岩心–测井–地震紧密结合,利用岩心标定测井曲线,总结不同级次标志层序界面特征,利用逐级标志层序约束,井震结合进行高频层序划分,结合开发实际,进行小层划分对比。结果表明,研究区太原组—下石盒子组地层厚度在230 m左右,自下而上,由海陆过渡环境的潮坪相—三角洲相沉积,逐渐演变为山西组的辫状河三角洲相沉积,至下石盒子组则主要发育辫状河沉积。依据层序界面类型,将目的层识别出Ⅱ级界面1个,Ⅲ级界面3个,Ⅳ级界面4个。将Ⅱ-Ⅳ级层序界面按照岩心–测井曲线–地震响应特征的难易识别程度,划分了4个级次,进一步通过岩心–测井详细标定,识别V级界面25个。在地震剖面约束和沉积认识指导下,开展不同级别标志界面井间对比,进而逐级约束,实现高频层序对比,结合现场开发实际,将目的层划分为13个小层,各小层厚度较为稳定,主要反映了平原三角洲—辫状河沉积特征。高频层序一定程度上控制着沉积储层的发育与分布。通过井震结合、逐级约束的方法,可提高小层划分对比的准确度和精细度,为该区进一步的气藏地质研究与评价提供基础。

关键词：杭锦旗十里加汗井震结合逐级约束高频层序小层对比

考虑门限效应的面板堆石坝变形特性改进支持向量机预测模型研究

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应用基础与工程科学学报 2023年第4期31卷 876-893页

作者：温立峰李炎隆刘云贺张海洋西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

为了支撑大坝优化设计和安全评价,面板堆石坝设计和建设过程中通常要求准确评估大坝的变形特性.变形预测和控制是面板堆石坝建设过程中面临的关键问题.结合门限回归和改进支持向量机算法,建立考虑多因素的面板堆石坝典型变形特性智能预... 详细信息

为了支撑大坝优化设计和安全评价,面板堆石坝设计和建设过程中通常要求准确评估大坝的变形特性.变形预测和控制是面板堆石坝建设过程中面临的关键问题.结合门限回归和改进支持向量机算法,建立考虑多因素的面板堆石坝典型变形特性智能预测模型.首先收集87个面板堆石坝工程实例实测数据.在统计综述大坝典型变形规律的基础上,基于多元线性回归理论阐明大坝3个典型变形指标与6个影响因素之间的相互关系,揭示影响面板堆石坝变形的主要因素.考虑实例数据非线性突变和离散性特点,采用门限回归理论按照坝高对实例变形数据进行区间聚类划分.在此基础上,构造一种自适应混合核函数,采用粒子群智能优化算法确定支持向量机主要参数,在不同坝高聚类区间内建立改进支持向量机预测模型.该模型与已有预测模型结果对比分析表明,该模型具有较高的预测精度,可以实现面板堆石坝典型变形特性的准确预测.

关键词：面板堆石坝变形特性统计分析门限回归改进支持向量机预测模型

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混凝土面板砂砾石坝漫顶溃坝数值模拟研究

应用力学学报 2022年

作者：李炎隆邱文王琳温立峰卜鹏西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室

通过溃坝案例的现场调查和水槽模型试验，建立了面板砂砾石坝漫顶溃坝数学模型，以模拟水流特性、砂砾石料以及混凝土面板三者之间的相互作用。该模型主要由三部分组成：（1）考虑漩涡水流和砂砾石料之间的冲蚀特性，引入RNG k-ε 湍流...

通过溃坝案例的现场调查和水槽模型试验，建立了面板砂砾石坝漫顶溃坝数学模型，以模拟水流特性、砂砾石料以及混凝土面板三者之间的相互作用。该模型主要由三部分组成：（1）考虑漩涡水流和砂砾石料之间的冲蚀特性，引入RNG k-ε 湍流模型模拟漩涡水流的反向侵蚀；（2）通过泥沙输移公式和流体体积法（VOF法）追踪砂粒与水流侵蚀交界面，并考虑了砂砾石料的孔隙特性；（3）基于弯矩平衡法判定混凝土面板在自重和水荷载作用下的破坏过程。通过水槽模型试验对数学模型进行验证，结果表明，建立的数学模型能够准确地模拟溃决过程中漩涡水流对大坝的反向侵蚀和面板溃口的详细演化过程；该模型计算的溃口流量、堆石体溃口的发展、溃坝历时以及面板的折断长度，与实测数据的相对误差均小于15%，验证了模型的合理性。与参数化模型相比，本文提出的溃坝模拟数学模型具有更详细的结果。

关键词：

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沥青混凝土心墙堆石坝心墙拱效应研究

水利水运工程学报 2023年

作者：李勇李炎隆温立峰李维妹中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室

心墙拱效应是影响土石坝安全稳定运行的重要因素。心墙力学特性复杂且受众多因素的影响，复杂地形地质条件对心墙拱效应具有重要影响。首先对比了直心墙、斜心墙、下直上斜式心墙拱效应的差异。在此基础上选取岸坡坡度、河谷宽度、覆盖... 详细信息

心墙拱效应是影响土石坝安全稳定运行的重要因素。心墙力学特性复杂且受众多因素的影响，复杂地形地质条件对心墙拱效应具有重要影响。首先对比了直心墙、斜心墙、下直上斜式心墙拱效应的差异。在此基础上选取岸坡坡度、河谷宽度、覆盖层厚度以表征坝体所处的地形地质条件。基于数值计算定量研究复杂地质条件对沥青混凝土心墙拱效应的影响规律。结果表明：心墙应力拱效应主要集中在心墙中部3/4坝高附近及靠近岸坡处；斜心墙应力拱效应相对较小，可以很好地改善心墙整体的受力状况；岸坡变陡，斜心墙整体的拱效应强度增加，应力传递的核心区域由心墙中部拓宽至心墙两岸坡；随着河谷宽度的增加，应力传递的重心逐渐由底部转移到心墙两岸及心墙中上部；斜心墙整体的应力拱效应并非随着河谷宽度的增加单调变化，当坝轴线长度与坝高比值增加到3 ～ 4时，河谷产生的河谷效应对斜心墙变形及拱效应的影响极大降低；随着覆盖层厚度的增加，斜心墙底部的拱效应明显增强，底部的拱效应系数分布逐渐集中化、区域化，容易产生局部破坏。

关键词：沥青混凝土心墙地形地质拱效应土石坝

基于原型试验的输水工程PCCP断丝信号智能识别与分析方法

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水利学报 2023年第5期54卷 587-598页

作者：张野袁思敏李炎隆温立峰司政孙凯宇西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

在引调水工程中,钢丝断裂易导致预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)出现结构破坏和功能失效。本研究通过智能学习模型分析原型试验信号特征并判别断丝类型。采用内径3.4 m,长度5 m埋置式PCCP开展断丝原型试验... 详细信息

在引调水工程中,钢丝断裂易导致预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)出现结构破坏和功能失效。本研究通过智能学习模型分析原型试验信号特征并判别断丝类型。采用内径3.4 m,长度5 m埋置式PCCP开展断丝原型试验,利用分布式光纤传感器分别对切割断丝、腐蚀断丝和敲击噪声信号进行实时监测,并基于短时傅里叶变换和深度学习模型重构断丝信号,最终利用支持向量机建立了断丝信号识别模型。以Inception-ResNet-v2重构信号的断丝识别模型最低和最高准确率分别为92.9%和100%,之后利用t-SNE证明了信号重构的有效性。本研究结合不同智能学习方法实现了PCCP断丝类型的有效判别,为其长期运行断丝监测及预警分析提供了新的手段。

关键词：预应力钢筒混凝土管深度学习知识迁移短时傅里叶变换断丝信号智能识别

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基于图像融合特征的水工岩体完整性评价方法

水力发电学报 2023年第6期42卷 104-114页

作者：张野陈金桥李炎隆温立峰西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

水利工程多建设在地质条件复杂多变的高山峡谷,因此坝址及库区的岩体完整性评价对于工程建设具有重要意义。但岩体完整性评价常采用手工作业的方式,经济成本和时间成本较高。针对这一问题,本研究采用知识迁移的方法实现岩心图像特征的... 详细信息

水利工程多建设在地质条件复杂多变的高山峡谷,因此坝址及库区的岩体完整性评价对于工程建设具有重要意义。但岩体完整性评价常采用手工作业的方式,经济成本和时间成本较高。针对这一问题,本研究采用知识迁移的方法实现岩心图像特征的深度融合,进而提出基于权重支持向量机(WeightedSupportVectorMachine,WSVM)的岩体质量评价模型,最终实现水工岩体完整性的智能评价。通过对比基于单一深度模型特征和深度融合特征的水工岩体完整性智能评价模型可以发现,深度特征融合能有效提升模型性能,准确率提升5%以上;另一方面,本文也对比了WSVM和SVM及其他机器学习模型,证明了WSVM模型在水工岩体完整性智能评价中的有效性。本文提出的方法能在一定程度上实现水工岩体完整性评价的自动化和智能化分析,为水工地质勘察和水利工程建设提供新的方法。

关键词：岩心图像岩体完整性评价深度特征融合深度学习机器学习