碾压混凝土重力坝运行性态演变特性及安全分析方法

发布时间：2020-07-05 10:42

【摘要】：随着我国碾压混凝土筑坝技术的快速发展,在役碾压混凝土坝的数量日益增多;但伴随着大坝服役年龄增长,部分碾压混凝土坝出现了“病态症状”,例如层间强渗流、混凝土碳化、化学侵蚀等问题,这些不利因素势必影响大坝整体服役性态。为此,针对不同时段碾压混凝土坝服役安全性评估显得尤为重要。本文以某地区在役碾压混凝土重力坝为例,对大坝的监测资料、材料参数的变异、渗流场对应力场的影响与其运行期大坝抗滑稳定可靠度等问题开展了分析研究。主要研究内容如下:(1)在碾压混凝土坝监测资料整理汇编的基础上,考虑到大坝变位是其性态演变的直观表现形式,利用大坝常规统计分析模型对其表观变形正、倒垂监测序列开展了统计分析,并将模型分析的成果与实测资料进行比对分析,验证了所建模型的有效性,可为分离监测序列水压分量提供计算依据。(2)基于碾压混凝土分层振捣压实机制,通过分析碾压层内物理参数的渐变和层间渗流等特性,给出了大坝层内主要物理参数并层等效方法,并对坝体内部渗流场与应力场相互影响机理分析,建立了考虑层间渗流的碾压混凝土重力坝力学性能仿真分析模型,就层间渗流对大坝结构性能的影响效应进行了量化分析。(3)利用大坝表观监测资料进行结构有限元正分析以获取大坝变形训练样本集,结合区间分析、粗糙集理论与神经网络原理,充分利用粗糙集理论对不确定性数据挖掘与神经网络非线性自分析的优势,构建了多参数区间优化反演分析模型;提出了碾压混凝土重力坝主要力学参数区间优化反演分析方法及相应实施程序。(4)从筑坝材料参数不确定性角度出发,依据上述区间反演方法获取坝体与坝基的材料参数,综合运用非概率可靠度和响应面等方法,建立了基于不确定参数界限的碾压混凝土重力坝稳定安全分析模型,对某碾压混凝土重力坝抗滑稳定可靠度展开了分析探讨,所建模型能较好地规避概率可靠度分析中要求不确定性参数完整概率分布信息且计算结果对参数高度敏感的局限。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV642.3
【图文】：

混凝土破坏,环境因素,微观结构

图 2.1 单一环境因素作用下坝体混凝土破坏前后内部微观结构实际工程中混凝土坝在其服役过程中，不是仅受到单一因素的作用，而往往是受环境和荷载等多因素的长期协同作用，混凝土坝服役期间坝体材料和结构性能均发生退化，混凝土材料老化、钢筋锈蚀，大坝结构性能退化表现为弹性模量和抗压强度减小、裂缝开度扩展等。目前尚无能完全揭示多因素协同作用下混凝土内部破坏机理的理论，尤其有关反映大坝服役特性的混凝土时变损伤演化机理研究较为鲜见，材料的劣化损伤是混凝土坝服役性能下降的内因，而分析混凝土材料性能又是探究大坝安全运行的基础。故从筑坝材料层面及施工工法等方面出发，考虑荷载和环境等因素影响，大尺度的分析混凝土材料劣化损伤的发展规律及趋势，更好的把握大坝整体结构服役性能演化的驱动规律。2.2.2 大坝结构服役性态演变大坝整体结构服役周期可以大致分为四个阶段：“出生阶段”、“青年阶段”、“中年阶段”和“老年阶段”。（1）“出生阶段”可以简述为建设初期的施工阶段，其中基岩的开挖与处理

视图,大坝下游,视图,特征值分析

第 2 章基于表观监测序列的混凝土重力坝变位性态统计分析。但对监测资料进行特征值分析：在特征值分析时，扣除了由的突变值，且一年中时间序列不全的测值不参与统计分析。

【参考文献】