锚索索力损失对预应力闸墩动态特性的影响

某水电站泄洪闸采用大吨位预应力闸墩承受弧形闸门支臂传递的巨大水推力,通过近2 年的闸墩锚索 拉力监测发现,锚索张拉力损失部分超过15%,并尚未收敛,且闸墩在宣泄洪水过程中曾出现过强烈振动现象. 为进一步明确锚索拉力损失是否对闸墩动态特性(包括模态特性、动位移与动应力特性)产生影响,建立了闸墩 -基础-锚索整体有限元模型,通过制作闸墩水力学模型并采用力传感器测量作用于闸墩上的整体面荷载,获取 不同运行工况下的闸墩整体水动力荷载时程线,以此为有限元模型输入荷载进行闸墩动态响应计算,分析了泄 洪闸预应力闸墩主、次锚索不同索力损失对闸墩的动态特性的影响,研究成果可为工程安全运行提供重要 参考.     

基础置换块弹模对溪洛渡拱坝工作特性的影响

采用三维有限元模型模拟溪洛渡拱坝,分析仅在自重作用下不同的基础置换块弹模对坝体位移和应力特性的影响。结果表明:基础软弱结构面的存在对坝体的应力、应变影响较大,经过开挖混凝土置换处理后,能够满足地基与大坝的强度稳定要求。对不同置换块弹模变化方案的分析表明,置换块弹模的变化引起坝体的拱梁应力重分布,即坝体的拱作用与梁作用对自重荷载进行重新分配,随着弹模增大,地基变形减小,嵌固能力加强,约束能力加大,拱作用减弱,梁作用加强。结合溪洛渡工程,得到了适合的基础置换块的弹模数值。     

泄洪闸闸墩抗振加固措施研究

针对闸墩大幅振动问题,基于重力相似准则建立了闸墩整体水动力荷载测试模型,以试验所得水动力荷载作为输入,建立闸墩三维有限元模型,进行闸墩流激振动响应数值计算。比选了几种加固设计方案,以动位移作为控制指标研究加固减振效率与规律,最后得出一种既能保证加固效果又能降低工程造价的优化方案,可为同类加固减振工程提供参考。     

堤防决口水流水力学特性的三维数值模拟

堤防决口水流的水力学特性对于制定决口封堵方案至关重要。基于FLOW 3D建立了模拟堤防决口水流的三维数值模型,首先对局部瞬间溃决水流水位场分布进行了三维数值模拟,模拟计算结果与C. Biscarini等代表性文献介绍的研究结果吻合较好,印证了数值模型的可靠性和准确性。以某流域河流堤防为例,建立了不同决口口门形状（U形、V形、T1形和T2形）的决口水流三维数值模型,计算分析了4种口门形状下决口附近的水位场及流速场分布规律。结果表明:进入决口后水流发生急速的侧向收缩和纵向跌落,决口处水深和流速在垂直水流方向断面上呈两侧小中间大的近似拱形分布,决口进口附近水流最大流速出现在决口左侧堤脚。数值模型和模拟方法可为制定堤防决口的最佳堵口方案提供技术参考。     

泄流结构振动反演与安全控制指标研究进展

结合最新国内外泄流结构振动反演与安全控制指标相关研究成果和相关工程实例,从泄流结构材料参数振动反演、振源识别及泄流结构振动安全控制指标等三方面综述了泄流结构振动反演及安全控制指标的最新研究进展,总结了当前泄流结构振动安全的关键问题;指出今后泄流结构振动反演与安全控制指标研究可围绕泄流结构材料参数反演数学模型和其求解算法创新、泄流结构振源荷载时域识别和等效荷载处理技术创新、泄流结构振动疲劳安全控制标准和人体舒适度综合评价方法创新等几个方面开展。     

基于模态应变能的水工泄流结构损伤识别研究

逐渐积累的损伤会使水工泄流结构中特定部分的质量或刚度损失而引起结构动力特性发生变化,这都将在模态测量中有所反映,以结构模态参数为基础,准确判断泄流结构所存在的损伤(特别是水下部位),对整个泄水建筑物的安全至关重要。以水工泄流结构中的弧形钢闸门及混凝土导墙结构为例,研究了基于结构模态参数的水工泄流结构损伤识别方法,基于单元模态应变能方法对泄流结构不同位置相同程度的损伤以及不同位置不同程度的损伤进行了识别。结果表明,该方法可以准确识别泄流结构的损伤,对基于振动响应的泄流结构无损动态检测及其水下部位隐患诊断具有一定的应用价值。     

基于敏感性分析与粒子群算法的拱坝原型动弹性模量反演方法

拱坝在长期服役过程中受材料老化、环境侵蚀等因素影响,其动弹性模量真实值与设计值存在一定差异,合理确定运行期高拱坝及其地基的原型动弹性模量参数对于监控拱坝的振动安全至关重要。由于模态参数更能从整体上反映结构的振动特性,基于拱坝原型振动模态参数反演拱坝及地基的动弹性模量在理论上更为精确,为此,本文提出了一种基于敏感性分析与粒子群算法的拱坝原型动弹性模量反演方法。首先,建立了反映拱坝及地基各分区动弹性模量与拱坝模态参数之间非线性映射关系的响应面数学模型,基于正交试验法分析了拱坝及地基的动弹性模量区域对拱坝模态参数的敏感性,并以此确定了待反演的动弹性模量区域。其次,提出了基于响应面数学模型计算模态参数和原型振动模态参数的拱坝及地基分区动弹性模量反演最优化数学模型,将动弹性模量参数反演问题转化为目标函数最优化求解问题。最后,采用自适应惯性权重的粒子群优化算法对目标函数进行寻优求解,反演出各分区实际动弹性模量。通过原型工程实例分析表明,该方法合理可行且具有很好的精度,为反演拱坝的动弹性模量提供了一条新思路。     

基于MAC算法的拱坝传感器优化布置

利用结构湿模态矩阵进行QR分解得到传感器的初始测点位置,并结合模态置信度准则的优点,提出了一种针对水利工程结构的传感器布置方法。采用逐步累积法确定候选添加测点的范围,以拱坝为算例,对拱坝进行了不同数目测点方案的传感器优化布置研究。结果表明,所测向量的MAC矩阵非对角元素值较小,且具有良好的空间交角。     

基于改进U2-Net与迁移学习的无人机影像堤防裂缝检测

为准确便捷地从大范围背景复杂的堤防表面获取裂缝的形态信息,提出了一种基于改进U²-Net(U²-ADSNet)的裂缝检测方法。该方法在U²-Net中融合深度可分离卷积和扩张卷积,扩大了原有模型的感受野,增强了对细节特征的学习能力,降低了模型参数;在少量无人机实测影像数据基础上,利用裂缝开源数据集进行迁移学习,降低了训练成本;通过切片预测实现对大范围无人机影像的裂缝检测,利用连通域搜索去除可能的误检。将U²-ADSNet与FCN、SegNet、U-Net和DeepCrack等语义分割模型在堤防裂缝数据集上进行对比,验证了U²-ADSNet的有效性,该模型经过迁移学习后交并比达到78.55%,综合评价指标值为87.87%,可用于堤防裂缝的检测。     

基于SQP优化算法的露顶式弧形闸门主框架优化设计

运用数学中的优化方法，探索将结构优化设计理论应用于弧形闸门主框架结构优化设计，并结合一工程实例来分析弧形闸门主框架的优化设计问题，运用MATLAB语言编制SQP优化程序．由计算结果来看，优化设计可以有效减轻闸门自重，提高工程经济效益。