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高心墙堆石坝接触黏土与岸坡接触特性的离心模型研究

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岩土工程学报 2024年第6期46卷 1300-1308页

作者：朱雨萌李国英米占宽魏匡民陈子玉南京水利科学研究院江苏南京210024 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210029 河海大学江苏南京210024

为了提高砾石土心墙与岸坡之间的变形协调性,高心墙堆石坝通常在心墙与岸坡之间设置高塑性黏土,统称为接触黏土,接触黏土的变形特性对高心墙的应力变形性状和心墙的安全性有重大影响。开展了4组接触黏土与岸坡接触面的局部离心模型试验... 详细信息

为了提高砾石土心墙与岸坡之间的变形协调性,高心墙堆石坝通常在心墙与岸坡之间设置高塑性黏土,统称为接触黏土,接触黏土的变形特性对高心墙的应力变形性状和心墙的安全性有重大影响。开展了4组接触黏土与岸坡接触面的局部离心模型试验,通过调整施加的上覆荷载大小来探讨原型坝体不同高程处的接触面剪切位移发展规律。基于理论分析,提出了一个计算接触黏土与岸坡接触面离心模型试验中边界效应影响范围的解析表达式,以确定接触面离心试验中试验模型的相似比尺。试验结果表明:在原型坝体的不同高程处,接触黏土与岸坡之间均会产生一定的剪切位移,但不会出现分离现象;接触黏土和砾质心墙土变形主要以竖向下沉为主,并且接触黏土与砾质心墙土之间的沉降等值线变化较为连续,未出现陡变情况,这说明接触黏土起到了很好地协调变形的作用,因此在进行高心墙堆石坝的结构安全性分析过程中应考虑接触黏土与岸坡的接触效应。

关键词：高心墙堆石坝接触黏土-岸坡接触面离心模型边界效应

基于BOTDA的砂土地基预应力管桩抗拔静载试验研究

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水利水运工程学报 2024年第1期 149-155页

作者：孔洋汪璋淳何宁何斌张中流周彦章南京水利科学研究院江苏南京210029 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210029

针对砂土地基抗拔桩受力性能与荷载传递机理研究不足问题,将布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感技术应用于长江下游地区厚层砂土地基预应力管桩原位抗拔静载试验研究,采用特殊设计的桩身刻槽钻孔、光纤粘贴保护、接桩过程连续植纤等技术工... 详细信息

针对砂土地基抗拔桩受力性能与荷载传递机理研究不足问题,将布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感技术应用于长江下游地区厚层砂土地基预应力管桩原位抗拔静载试验研究,采用特殊设计的桩身刻槽钻孔、光纤粘贴保护、接桩过程连续植纤等技术工艺,实现了预应力管桩在拉拔过程中桩身受力变形状态的分布式测量与数据精确定位。研究结果表明:在上拔荷载作用下,试验桩桩身轴力沿桩身方向逐渐减小;桩侧摩阻力在下桩发挥效果较好,上桩侧摩阻力较小,全桩长侧摩阻力最大值在桩底;抗拔桩随上拔荷载的增加,轴力逐渐向下传递,向下传递的轴力主要由预制管桩侧摩阻力承担;分布式光纤应变传感技术能较好地监测预应力管桩桩身贯入施工因素对抗拔承载特性的影响。研究结果可在其他类型抗拔桩受力特性监测项目中推广应用。

关键词： BOTDA 抗拔桩分布式光纤静载试验砂土地基

基于VMD-KSVD字典学习降噪的大坝变形预测

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：柳磊李登华丁勇南京理工大学物理学院南京水利科学研究院水利部水库大坝安全重点实验室

提出一种自适应变分模态分解和KSVD字典学习结合的降噪算法。该方法对监测序列分解后的子序列进行降噪，同时考虑残差序列的特征，从而充分保留监测序列中的有效信息。以某大坝变形监测数据为例进行测试，结果表明，本文方法能够有效保... 详细信息

提出一种自适应变分模态分解和KSVD字典学习结合的降噪算法。该方法对监测序列分解后的子序列进行降噪，同时考虑残差序列的特征，从而充分保留监测序列中的有效信息。以某大坝变形监测数据为例进行测试，结果表明，本文方法能够有效保留监测序列中的有效信息，相较于传统的降噪算法更适用于复杂情况下的大坝变形预测，能进一步提高预测模型的泛化能力。

关键词：自适应变分模态分解 KSVD 字典学习变形预测大坝安全监测

基于物质点法的白格滑坡堰塞坝形成过程数值模拟

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人民长江 2024年第4期55卷 25-31,43页

作者：钟启明吴昊单熠博赵鲲鹏南京水利科学研究院江苏南京210024 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210024

为准确模拟堰塞坝的形成过程,在物质点方法中引入了滑动速度依赖型的摩擦系数模型,实现了滑面接触算法的求解,并与试验结果对比验证方法的可靠性。在此基础上,反演了白格滑坡堰塞坝的形成过程,探讨了滑床底摩擦对堰塞坝成坝模式的影响... 详细信息

为准确模拟堰塞坝的形成过程,在物质点方法中引入了滑动速度依赖型的摩擦系数模型,实现了滑面接触算法的求解,并与试验结果对比验证方法的可靠性。在此基础上,反演了白格滑坡堰塞坝的形成过程,探讨了滑床底摩擦对堰塞坝成坝模式的影响规律。研究结果表明:白格滑坡堰塞坝形成过程可分为滑坡体加速运动、河谷制动和堆积成坝三阶段。白格滑坡速度最大达到45 m/s且最大速度位于滑坡体后缘,而滑坡体前缘受到河床底部摩擦影响,速度不稳定,变化幅度大且比滑坡体后缘早20 s制动。不同滑面接触模式决定了滑坡最终堆积成坝的状态:若采用滑动速度依赖型的摩擦系数模型模拟,则能够真实反映白格滑坡堰塞坝堆积状态;采用滑面的峰值摩擦系数计算,则导致计算的白格滑坡运动距离减小了32%,不能形成完全堵塞金沙江的堰塞坝;而采用残余摩擦系数计算,则导致计算的白格滑坡运动距离增大了12%。研究成果对加深堰塞坝成坝模式的认识具有意义,对于滑坡堰塞坝链生灾害预测及防灾减灾应急抢险处置具有一定的参考价值。

关键词：物质点法数值模拟接触模型摩擦系数白格滑坡堰塞坝

含共面双裂隙复合岩石的力学特性与破坏规律研究

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矿业研究与开发 2024年第1期44卷 94-103页

作者：肖桃李许可袁浩折海成长江大学城市建设学院湖北荆州市434023 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210024

为了研究裂隙构型属性对层状复合岩石的力学行为、破坏模式及裂纹扩展规律的影响,以预制含共面双裂隙复合岩样为研究对象,通过室内单轴压缩试验与数字图像采集模块,分析在不同裂隙长度、倾角下岩样的力学特性和破坏特征。结果表明:(1)... 详细信息

为了研究裂隙构型属性对层状复合岩石的力学行为、破坏模式及裂纹扩展规律的影响,以预制含共面双裂隙复合岩样为研究对象,通过室内单轴压缩试验与数字图像采集模块,分析在不同裂隙长度、倾角下岩样的力学特性和破坏特征。结果表明:(1)岩样峰值应力和弹性模量随着裂隙倾角增加上升,随裂隙长度增加而下降;劣化系数k随裂隙倾角的增加而减小,随裂隙长度的增加而增大。(2)破坏模式受裂隙倾角和两种岩石材质的影响,破碎程度主要由裂隙长度决定。(3)岩桥的贯通模式受裂隙倾角和结构面的控制,4种贯通模式中,随裂隙倾角增大,贯通趋势增强,但裂隙倾角达90°时不再贯通,且结构面会抑制岩桥的贯通。(4)裂纹扩展受裂隙长度影响,当裂隙长度小于12mm时,裂纹首先出现在岩样的右半部分,而弹性阶段产生的裂纹主要出现在岩样的左半部分,当裂隙长度大于12mm时,裂纹均匀布满岩样表面。该研究成果对实际工程建造和设计具有一定的指导意义。

关键词：共面双裂隙复合岩类岩石材料力学特性破坏规律

250 m级特高面板堆石坝混凝土面板顺坡向应力控制措施研究

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三峡大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 28-34页

作者：王芳李国英米占宽魏匡民南京水利科学研究院岩土工程研究所南京210024 水利部水库大坝安全重点实验室南京210029

面板应力变形控制是建设250 m级特高混凝土面板堆石坝的关键难题.大量工程实测案例和研究计算表明,特高面板坝压应力常处于较高水平,对于坝轴向应力来说,采用柔性缝降低压应力措施已被工程界普遍接受,然而,目前对于如何降低面板顺坡向... 详细信息

面板应力变形控制是建设250 m级特高混凝土面板堆石坝的关键难题.大量工程实测案例和研究计算表明,特高面板坝压应力常处于较高水平,对于坝轴向应力来说,采用柔性缝降低压应力措施已被工程界普遍接受,然而,目前对于如何降低面板顺坡向压应力尚缺少有效的解决方法.本文以拟建的240 m级GS面板坝为研究对象,从特殊增模区布置、面板施工顺序、面板低高程柔性横缝、高压力区高强度混凝土材料等4个方面提出改善面板顺坡向应力的工程措施.文中通过三维有限元精细模拟方法分析了提出的顺坡向应力改善措施的效果,文中提出的措施可为250 m面板堆石坝面板应力控制提供借鉴.

关键词：特高面板堆石坝结构应力工程措施有限元法

耦合DWT-IFLOF的大坝监测数据异常检测算法

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中国农村水利水电 2024年第7期 203-209页

作者：王译羚丁勇李登华南京理工大学理学院南京水利科学研究院水利部水库大坝安全重点实验室

基于数据驱动的模型已广泛应用于大坝运行状态建模与短期变形预测等领域中，而监测数据中存在的异常值会削弱甚至破坏数据驱动模型的可信度和鲁棒性。针对上述问题，提出一种耦合DWT-IFLOF的大坝监测数据异常检测算法。首先，采用小波... 详细信息

基于数据驱动的模型已广泛应用于大坝运行状态建模与短期变形预测等领域中，而监测数据中存在的异常值会削弱甚至破坏数据驱动模型的可信度和鲁棒性。针对上述问题，提出一种耦合DWT-IFLOF的大坝监测数据异常检测算法。首先，采用小波降噪技术减少监测数据集中采集噪声对模型建模的负面干扰。其次设计一种耦合孤立森林（iForest）异常检测算法与归一化局部离群因子值（LOFnor）的全新监测数据异常度量化表达式。最后通过引入拉伊达准则，依据计算得到的异常分数，对异常值进行定性筛查。试验结果表明，相较于热门异常检测算法，在查全率层面提升18.32%以上；查准率提升20.14%以上；准确率提升0.71%以上。可针对大坝安全监测数据中的异常值进行有效检测。

关键词：异常检测孤立森林局部离群因子评价指标

来源：博看期刊

基于FFT-STL的大坝监测数据时效分量提取与分析算法

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水电能源科学 2024年 129-132页

作者：李元梦李登华丁勇南京理工大学理学院南京水利科学研究院水利部水库大坝安全重点实验室

研判监测物理量的变化趋势是否向危险方向发展是大坝监测资料定量分析的主要目的，但传统方法易受人为因素的影响。为此，提出了一种基于FFT-STL的大坝监测数据时效分量提取与分析算法，该算法采用FFT算法计算监测数据的周期，并将其作... 详细信息

研判监测物理量的变化趋势是否向危险方向发展是大坝监测资料定量分析的主要目的，但传统方法易受人为因素的影响。为此，提出了一种基于FFT-STL的大坝监测数据时效分量提取与分析算法，该算法采用FFT算法计算监测数据的周期，并将其作为输入参数传递给STL分解算法，自动提取数据的时效分量，采用不同类型的时效分量模型分别回归拟合优选最佳模型，最后依据变化速率对时效分量的趋势进行研判。经实例分析证明，与传统算法相比，所提算法能准确可靠地反映大坝安全监测数据的变化和发展趋势，且具有更好的适应性。

关键词：大坝监测 FFT STL分解时效分量

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深挖方膨胀土边坡时空变形特征分析

岩土力学 2024年

作者：胡江李星南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室水利部大坝安全管理中心

深挖方膨胀土边坡受降水、地下水以及地质构造、支护措施等多因素影响，变形呈现复杂的时空异质性。以南水北调中线总干渠陶岔渠首段边坡为例，开展时空变形特征分析。借助变分模态分解、加权多尺度局部异常系数以及聚类分析等数据挖掘... 详细信息

深挖方膨胀土边坡受降水、地下水以及地质构造、支护措施等多因素影响，变形呈现复杂的时空异质性。以南水北调中线总干渠陶岔渠首段边坡为例，开展时空变形特征分析。借助变分模态分解、加权多尺度局部异常系数以及聚类分析等数据挖掘方法，分析变形的时间变化规律，识别空间分布特征；阐释降水量、地下水位等因素成分对边坡变形趋势性、周期性和波动性分量的影响机制；对边坡变形进行分区分析，推测潜在滑动面和滑动体；讨论边坡变形机制。结果表明，边坡变形呈现显著的趋势性变化，还表现出季节性和间歇性。下部变形值较大，往上逐渐减少。上部显著变形区深度为3 m，位于大气影响层内；中部受地下水波动和裂隙密集带影响，显著变形区较深，达11 m；下部受支护体系限制，变形主要位于浅层。上层滞水受雨水补给，波动范围大，导致中上部变形深度较深，在16.5 m深度内仍存在一定变形。潜在滑动面为折线形，前缘受地下水、裂隙密集带和边坡支护体系影响，近似水平。为减少地下水波动对膨胀土胀缩变形的影响，建议采用排水井降排深层地下水。研究成果可为深挖方膨胀土边坡运行管理和加固处置提供技术支撑。

关键词：膨胀土边坡变形滑动面地下水数据挖掘