某区水库大坝近期形变特征研究

通过利用GPS和水准测量手段对某区水库大坝表面运动进行监测,获取大量的野外监测数据。通过内业计算得出每期的大坝各变形点的三维坐标,并结合、利用近3期的数据资料对比,求出各点的形变量。最终通过计算、分析得出水库主坝、东副坝及北副坝3个坝体的稳定性。     

利用GPS技术监测大坝表面变形

目前GPS技术已能够提供连续、实时、无障碍和自动化服务,被广泛应用于各类变形监测。本文探讨GPS技术在大坝变形监测中的应用,以某水库大坝为例,介绍水库大坝变形监测GPS点布设及观测要求,并提出GPS观测整体方案,通过案例介绍大坝变形监测点布设及数据处理流程,简单分析大坝变形及影响因素。     

水库水位变化对地震活动和变形的影响

对二滩电站水库蓄水后水位变化与水库库区、水库外围地区地震活动性进行了对比研究,并利用攀枝花南山台形变观测资料与水库水位变化之间的相关性,研究了"水库-小震-变形-中强震"之间的关系。结果表明,在由水位变化引起的加卸载过程中,加载时段是外围地区中强地震的有利发震时段,而卸载达到年度最低水平时,库区内地震活动明显增强。水库首次蓄水引起变形最为剧烈,之后影响逐渐减弱。     

轴向变形对拱自振频率影响的样条有限点法

提出用样条有限点法计算拱的横向振动和纵向振动的最小频率。用3次B样条函数的线性组合模拟拱自振时的位移振型函数,根据Hamilton原理推导出了拱结构自由振动频率方程。通过实例验证了样条有限点法计算效率高、精度高、计算格式简单,较有限元法具有很大优越性。计算分析了轴向变形对横向振动最小频率的影响,提出了临界矢跨比的概念。考虑轴向变形时不仅频率系数的大小发生了变化,同时它的变化规律也与原来不同。当结构的矢跨比小于临界矢跨比时,横向振动最小频率较不计轴向变形时减小,随着矢跨比的增大逐渐增大;当结构的矢跨比大于临界矢跨比时,横向振动最小频率较不计轴向变形时增大,随着矢跨比的增大逐渐减小。由此给出了目前广泛使用的横向振动最小频率曲线的适用范围,同时建立了纵向振动频率计算用曲线。     

渗流与新丰江水库地震

新丰江水库地震是世界上四个震级大于6级的水库诱发地震之一。实际资料表明,地震活动与水库蓄水有明显的相关性。为探讨库水在地震形成机制中的作用,本文试图通过新丰江水库渗流场的有限元计算,对新丰江水库蓄水初期库水渗流与地震的关系进行初步研究。本次对三个不同方向的剖面进行稳定流及非稳定流计算。计算结果表明渗流在地震诱发过程中起很重要作用,并解释了新丰江地震中出现的某些问题。     

水库蓄放水对库底岩石介质弹性波速影响的数值模拟

为了解水库水体加、卸载及渗透过程中,库底岩石介质有效应力变化对弹性波速的影响,以及弹性波速变化与孔隙压力、有效应力变化之间的定量关系,以四川省紫坪铺水库为例,在前期已建立库区地质构造与水文地质结构模型,并推导出岩石介质变形与流体渗流耦合数学模型的基础上,进一步建立了有效应力对岩石弹性波速影响的数学模型,利用有限元方法定量计算了库底岩石介质的孔隙压力、附加有效应力和弹性波速的变化。结果表明:在水库水体加、卸载及渗透过程中,地下岩石介质弹性波速增量值的变化并不明显,最大变幅仅为±0.013km/s,变化范围主要集中在库底5km以上的局部区域;弹性波速增量值与附加有效应力变化同步,与水库水位变化形态相似;不同观测点弹性波速变化量的大小与埋藏位置、深度及附加有效应力的变化幅度有关,同一观测点,弹性纵波波速变化幅度大于弹性横波波速。文中数值模拟的结果与一些学者通过环境噪声方法获得的紫坪铺水库附近区域相对波速变化的反演结果在变化形态上大体一致,但变化幅度略有差异。     

汶川大地震中广元市水库震害调查与分析

汶川8.0级特大地震对四川省广元市的水库造成了不同程度的破坏和重大的经济损失.依据广元市水库地震灾害的现场科学考察资料,对该市53座次高危以上险情的水库进行了震害调查与分析、震前病害统计与分析,可以发现:大多数水库土石坝在震前处于带病运行状态;水库的震害主要包括坝体变形、大坝渗漏、泄水建筑物和附属设施损毁等;地震烈度、震中距、修建年代、土石坝坝型与几何构型,以及水库震前的运行状态是影响水库震害程度的主要因素.该研究丰富了水库土石坝震害的基础性资料,并提出了改进水库土石坝抗震性能设计的建设性意见.     

适应水文非一致条件的水库防洪优化调度

为完善变化环境下水库防洪调度方案,建立了集水文非一致性诊断、水文模型还现、设计洪水计算与水库调度规则优化于一体的水库适应性调控方法体系,并应用于沂沭泗水系仕阳水库.结果表明,仕阳水库入库洪水变异点发生在1975年;利用新安江模型对水文序列还现处理,得到满足一致性的设计洪水,其洪峰、最大24 h和最大72 h洪量均值,较原设计分别增大了 19.7%、14.5%和10.0%;建立了以防洪效益最大为目标函数的水库优化调度模型,采用动态规划进行求解.提出的适应性调度方案在20年、100年、1000年和5000年一遇设计洪水条件下,较水库现行设计方案最高洪水位分别降低了0.32、0.11、0.19和0.11 m.     

清江隔河岩水库区地壳应力场的基本特征

根据震旦一二叠纪地层中构造变形的实际观测及卫星影象解译资料,计算了清江隔河岩水库区新生代以来区域应力场的主应力方向。结果表明：主压应力为北东东向,主张应力为北北西向,现代构造应力场与新生代以来应力场基本一致。晚第三纪以来,该区构造应力场相对稳定和统一。     

基于工业CT力学实验平台的建立及应用

将工业CT与数字体图像相关法相结合测量物体内部三维变形及应变已发展成为一种新的实验力学方法。本文介绍基于工业CT,自行研制的加载装置和数字体图像相关法(DVC)建立起的力学实验平台,该平台包括基本原理模块、数字虚拟实验模块、原位加载扫描实验模块、变形计算模块和结果输出模块,可以实现单轴压缩、三点弯曲、四点弯曲、点加载及拉伸实验试件内部三维变形场的测量。针对岩石材料与复合材料介绍该平台的应用。      

水库输水隧洞施工爆破振动对大坝安全影响监测及分析

阐述柏峰水库除险加固工程主坝输水隧洞施工爆破振动对大坝安全影响。选择有代表性的几个部位,采用原位质点振动速度测试的方法对整个施工期间爆破振动对大坝安全影响进行全过程监测与分析。对实测结果分析表明,爆破振动对大坝安全未产生明显的危害。监测成果可为工程爆破振动安全评价提供科学依据。     

利用远震接收函数反演乌江彭水电站地震台下方地壳厚度

乌江彭水电站目前是重庆市最大的水电站,电站总投资121亿元,总装机容量为175万kw.坝高116.5 m,水库正常蓄水水位293 m,总库容13.35亿m3,为河道型高坝水库.已有研究结果表明,彭水电站坝区是稳定的,但库区及外围地区仍存在5级左右的地震活动背景,在水库蓄水后有可能诱发中,强地震.本文利用彭水台网于200...     

基于遗传算法优化神经网络权值的大坝结构损伤识别

针对传统 BP 神经网络存在着容易陷入局部极小点、训练时间太长等缺点,本文采用基于浮点编码的遗传算法,对 BP 神经网络的初值空间进行了遗传优化。用基于浮点编码的遗传算法来优化 BP 神经网络的权值,可得到最佳初始权值矩阵,并按误差前向反馈算法,沿负梯度搜索进行网络学习。文中以混凝土重力坝结构作为算例,用结构的模态频率变化作为网络的输入向量,结构的损伤位置作为输出向量,对网络进行了训练。仿真结果表明：遗传 BP 神经网络的收敛和诊断能力优于传统 BP 神经网络,可有效地运用到大坝结构的健康诊断与损伤识别中。     

Analysis of dam-induced cyclic patterns on river flow dynamics

This paper investigates the impact of the Hungry Horse Dam on streamflow dynamics in the South Fork of the Flathead River, Montana, USA. To this end, pre- and post-dam periods of raw and naturalized streamflow data were analysed. Pettitt’s change point analysis indicated a significant change point in streamflow dynamics due to dam construction. Complexities in the pre- and post-dam periods were evaluated by sample and multi-scale entropy analyses, and the entropies of the post-dam period were found to be higher than those of the pre-dam period. Possible reasons for this, unrelated to the natural hydrological cycle caused by the dam, were analysed using wavelet analyses. The wavelet analyses showed a clear change in the phase relationship between precipitation and streamflow. Finally, weak positive trends found in the hydrological variables indicated the effects of human activities (e.g. dam construction). The results also revealed distorted lead times, which can improve the streamflow forecasts for different lead times.     

工程VSP与地震CT联合探测方法及其在岩土工程的应用

垂直地震剖面（Vertical Seismic Profile,简称VSP）和层析成像（Computerized Tomography,简称CT）方法,不仅能够使用统一的数学方法描述（如射线理论）,并且在其勘探实践活动中完全可融为一体而成为优化技术组合下的高分辨工程物探方法.特别是在井间地震CT数据采集现场施工中,充分利用VSP和井间CT数据采集方式的兼容性和优化观测系统参数设计,几乎可以不增加野外工作费用,就能够同时获取井间地震CT数据和施测孔的逆向VSP数据体.如井中排列多点激发,地面各接收点构成多偏移距逆向VSP道集,并可组成关于孔中各炮点的变偏移距逆向VSP道集.这种高分辨技术组合在近地表大中型岩土洞室工程测试环境中更易于实现.本文简述了工程VSP与地震CT数据一体化观测系统,介绍了联合速度反演初始模型的建立与成像处理流程,给出VSP和CT联合成像方法应用于三峡大坝工程物探检测中的一个实例简介,最后得出相关结论并提出建议.     

新疆克孜尔水库大坝抗震安全风险分析

首先,通过区域与近场地震活动性分析讨论了水库大坝所在场地的地震活动趋势,通过区域与近场地震活动构造的专题研究,评价了地震构造对场地的影响。然后,针对克孜尔水库大坝的抗震安全,评价了大坝的抗震性能;以系统可靠度理论为基础,建立了水库大坝的风险分析模型,采用故障树法识别各种潜在危险因素,揭示系统中的薄弱环节;采用事件树法追踪初始事件的所有后果或风险。最后,估计了直下型地震、准直下型地震的危险性分布,提出以抗震安全为主的风险对策。     

北京地区地壳形变场及其动态特征

对北京地区多期精密水准资料进行同网形、同方法和同起算点的平差处理，采用曲面拟合的方法绘制了从６０年代至９０年代的地壳垂直形变速率图。系统地研究了北京地区３０余年的趋势性形变特征和各地震活动时期不同时间段内的地形变特征。其研究成果不仅对地震预报研究而且对理论形变场等地学问题均具有一定的意义     

格栅坝在泥石流防治中的应用——以汶川地震引发的烂泥沟泥石流治理为例

受汶川地震影响,四川等地泥石流治理更为迫切。泥石流的暴发具有突发性,在防治工程中,相比实体坝而言,格栅坝是一种节省材料、稳定性更高的拦挡结构,使用范围越来越广,但是目前尚无成熟的格栅坝设计方法。本文参考梳齿坝的已有理论确定了支墩间距的计算方法,并结合已有实验资料提出了格栅坝格栅间距的计算公式,改变了以往不同坝体乃至同一坝内各横梁间距一致的计算方法。另外,因支墩间隔相对较小,以简支模式计算石块对横梁冲击力并不合适,本文基于固定梁模式重新推导了计算公式,其计算结果与简支梁模式比较,数值大了3倍。最后考虑坝体建成后的不同情况,提出了支墩、横梁及两侧翼墙的详细计算工况,并基于以上设计理论,对烂泥沟泥石流治理工程的部分格栅坝进行了具体设计。     

古田地震水口水电站重力坝强震观测记录HHT分析

利用HHT变换研究2008年3月6日福建古田ML4.6地震中,水口水电站重力坝强震反应台阵获取的强震反应观测资料的时频特性及重力坝结构动力特性,得到如下结论:(1)强震记录能量集中在0～15Hz频段和10～15s时段;(2)重力坝顺河向主频为3.7Hz。分析结果对认识水库地震近场地震动特性和重力坝地震反应有一定的实际意义。