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新的岩石节理粗糙度指标研究 被引量:26
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作者 佘成学 万利台 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2513-2519,共7页
首先,基于节理轮廓线提出一个剪切粗糙度指标(SRI),新指标由3个粗糙度参数构成,描述节理平均起伏度、起伏的方向性、起伏分布特点以及粗糙的分形特性,并建立新指标与JRC之间的拟合关系。其次,基于三角形面积单元离散的三维节理面,将剪... 首先,基于节理轮廓线提出一个剪切粗糙度指标(SRI),新指标由3个粗糙度参数构成,描述节理平均起伏度、起伏的方向性、起伏分布特点以及粗糙的分形特性,并建立新指标与JRC之间的拟合关系。其次,基于三角形面积单元离散的三维节理面,将剪切粗糙度指标推广到三维形式,从而使得新指标能够描述节理的三维形貌特征。最后,以张拉型花岗岩节理作为算例,计算结果表明新指标能较好地反映节理的各向异性粗糙特性。新指标物理意义明确,计算方便,能够表征节理的主要粗糙特性,为进一步研究岩石节理的剪切力学特性奠定基础,具有重要的理论意义。 展开更多
关键词 岩石力学 节理 起伏度 粗糙度 粗糙度指标 分形
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充填水泥浆岩石节理峰值剪切强度模型 被引量:25
2
作者 佘成学 万利台 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2481-2489,共9页
通过理论分析和室内直剪试验,对充填水泥浆岩石节理的峰值剪切强度模型进行研究。首先,建立考虑三维形貌特征的充填水泥浆岩石节理峰值剪切强度模型;其次,采用建立的强度模型计算充填水泥浆节理的峰值剪切强度并与直剪试验结果进行对比... 通过理论分析和室内直剪试验,对充填水泥浆岩石节理的峰值剪切强度模型进行研究。首先,建立考虑三维形貌特征的充填水泥浆岩石节理峰值剪切强度模型;其次,采用建立的强度模型计算充填水泥浆节理的峰值剪切强度并与直剪试验结果进行对比;最后,对模型计算值和试验值之间的误差进行分析。研究结果表明,建立的充填水泥浆节理峰值剪切强度模型描述了三维形貌、充填度、节理岩壁与水泥结石强度比对充填节理峰值剪切强度的影响;模型计算的充填水泥浆节理峰值剪切强度与试验结果吻合较好,验证了模型的合理性;模型预测的峰值剪切强度与试验值之间存在一定误差,造成误差的主要原因包括模型本身缺陷和试件制备导致的节理黏结缺陷。充填水泥浆岩石节理峰值剪切强度模型的建立具有一定的理论意义,为进一步建立充填水泥浆节理本构理论奠定了基础。 展开更多
关键词 岩石力学 充填模型 峰值剪切强度 灌浆节理 直剪试验
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一种新的岩石节理面三维粗糙度分形描述方法 被引量:24
3
作者 佘成学 蒋庆仁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2238-2248,共11页
研究并提出一种新的岩石节理面三维粗糙度分形描述方法。首先,基于激光扫描数据将节理表面离散成三角网,并建立与剪切方向相关的三维均方根抵抗角的计算方法。其次,运用分形数学理论,提出一种新的基于三维均方根抵抗角的节理面粗糙度分... 研究并提出一种新的岩石节理面三维粗糙度分形描述方法。首先,基于激光扫描数据将节理表面离散成三角网,并建立与剪切方向相关的三维均方根抵抗角的计算方法。其次,运用分形数学理论,提出一种新的基于三维均方根抵抗角的节理面粗糙度分形描述方法。最后,采用新方法对天然玄武岩节理和花岗岩张拉型节理的粗糙特性进行分析。研究结果表明,提出的新方法能够较全面地反映节理面的三维几何形貌信息,并能描述节理粗糙度的各向异性特性。研究成果为进一步建立岩石节理面的三维剪切强度公式和剪切本构理论奠定了基础。 展开更多
关键词 岩石力学 节理 粗糙度 分形 各向异性
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基于三维形貌特征的岩石节理峰值剪切强度准则研究 被引量:24
4
作者 佘成学 +1 位作者 万利台 蒋庆仁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期529-536,共8页
引入3个在一定范围内独立于测量尺度的三维形貌参数表征岩石节理形貌,并基于形貌参数建立了新的岩石节理峰值剪切强度准则。同时采用新准则和Barton公式计算了23对岩石节理的峰值剪切强度并与室内直剪试验结果对比,新准则的计算值与试... 引入3个在一定范围内独立于测量尺度的三维形貌参数表征岩石节理形貌,并基于形貌参数建立了新的岩石节理峰值剪切强度准则。同时采用新准则和Barton公式计算了23对岩石节理的峰值剪切强度并与室内直剪试验结果对比,新准则的计算值与试验结果较为接近而Barton公式在一定程度上低估了节理剪切强度,表明新准则能更好地描述节理峰值剪切强度。新准则的三维形貌参数反映了不同形貌特征对剪切强度的贡献,物理意义明确,并且形貌参数可在一定范围内采用任意尺度测量,因而有利于新准则的工程应用。进一步分析表明:在规则齿形节理情况下,新准则可退化到Patton公式的形式,因而新准则实质是Patton公式的三维推广。 展开更多
关键词 岩石力学 节理 峰值剪切强度 节理形貌 直剪试验
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Barton标准剖面JRC与独立于离散间距的统计参数关系研究 被引量:16
5
作者 佘成学 万利台 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第A02期3539-3544,共6页
以Barton提出的10条标准节理剖面线为研究对象,首先,分析4个统计粗糙度参数与剖面线离散间距的关系,并用幂函数对统计参数与离散间距的关系进行拟合,得到独立于离散间距的粗糙度幂参数;其次,利用粗糙度幂参数建立新的JRC计算公式,从而使... 以Barton提出的10条标准节理剖面线为研究对象,首先,分析4个统计粗糙度参数与剖面线离散间距的关系,并用幂函数对统计参数与离散间距的关系进行拟合,得到独立于离散间距的粗糙度幂参数;其次,利用粗糙度幂参数建立新的JRC计算公式,从而使得JRC的估算公式不再依赖于离散间距;最后,提出一种更为近似的JRC估算方法,应用该方法可以在一定范围内选取任意间距离散节理剖面线。新的JRC计算方法具有一定的理论创新及较好的应用前景。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石节理 粗糙度 统计参数 幂参数 离散间距
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岩体离散裂隙网络的非饱和渗流数值分析 被引量:12
6
作者 叶祖洋 姜清辉 +3 位作者 刘艳章 程爱平 胡少华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3332-3340,共9页
针对裂隙岩体的非饱和渗流问题,基于离散裂隙网络模型并结合非饱和Darcy定律、Richards方程、非饱和本构模型以及Signorini型饱和-非饱和互补溢出边界,提出了离散裂隙网络非饱和渗流问题的数学模型。采用有限单元法建立了裂隙网络非饱... 针对裂隙岩体的非饱和渗流问题,基于离散裂隙网络模型并结合非饱和Darcy定律、Richards方程、非饱和本构模型以及Signorini型饱和-非饱和互补溢出边界,提出了离散裂隙网络非饱和渗流问题的数学模型。采用有限单元法建立了裂隙网络非饱和渗流模型的数值求解格式和对应的迭代算法。通过与矩形坝稳定渗流、一维竖直裂隙非饱和入渗以及室内二维瞬态排水渗流的试验、数值及理论结果对比分析,验证了文中算法的有效性;根据流量等效原则,指出了裂隙网络模型应用于求解连续介质非饱和渗流问题的有效性。验证了该算法对于求解裂隙边坡降雨入渗问题的可靠性,揭示了降雨入渗过程裂隙网络流量分布的非均匀性及裂隙产状对降雨入渗流动具有重要的控制作用。 展开更多
关键词 裂隙网络 非饱和 渗流 有限元
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节理岩体黏弹塑性流变破坏模型研究 被引量:5
7
作者 佘成学 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期231-238,共8页
针对岩块与节理面的黏弹塑性流变破坏模型问题开展研究。首先提出流变瞬时强度概念,以此为基础建立岩石和节理面的非线性黏塑性流变破坏模型的一般形式,并以岩石单轴压缩蠕变破坏试验为例,分析模型描述黏塑性变形破坏的特点。然后,建立... 针对岩块与节理面的黏弹塑性流变破坏模型问题开展研究。首先提出流变瞬时强度概念,以此为基础建立岩石和节理面的非线性黏塑性流变破坏模型的一般形式,并以岩石单轴压缩蠕变破坏试验为例,分析模型描述黏塑性变形破坏的特点。然后,建立岩石完整的黏弹塑性流变破坏模型,分析其描述蠕变和松弛的特性;研究参数对于调节岩石流变破坏过程的作用,显示模型模拟脆性-延性流变破坏的特点。与大理岩单轴压缩蠕变破坏试验进行对比,结果表明提出的模型与试验结果吻合很好,可以很好地反映岩石蠕变破坏过程。进一步对节理面的黏弹塑性流变破坏模型进行讨论,并与灌水泥浆大理岩节理的剪切蠕变试验对比,结果表明模型也能很好地反映节理面蠕变破坏特点。最后,将建立的流变破坏模型应用于大岗山引水隧洞的流变破坏分析,确定其流变破坏过程和流变破坏时间,可为进一步喷锚支护设计提供依据。针对岩石和节理面所建立的黏弹塑性流变破坏模型概念明确,能正确模拟岩石和节理面的流变破坏过程和判断破坏时间,且参数为常规试验所得,将具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 岩石力学 岩体 流变瞬时强度 流变破坏模型
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基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法
8
作者 龚士林 +2 位作者 黄维 陈铿 沈海尧 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期32-40,共9页
大坝监测点数量众多、分布无序,传统监控方法难以描述监测点之间的空间关系和结构机理关联特性。针对此问题,本文提出一种基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法。首先,参照知识图谱要素特征,明确大坝监测点命名规则、拟定监测点空间... 大坝监测点数量众多、分布无序,传统监控方法难以描述监测点之间的空间关系和结构机理关联特性。针对此问题,本文提出一种基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法。首先,参照知识图谱要素特征,明确大坝监测点命名规则、拟定监测点空间相邻关系和数据序列相似关系的判定规则、提取监测点的内在属性特征,提出大坝安全监控知识体系;其次,以Neo4j图数据库为基底,采用网状图结构描述监测点的复杂关系和内部特征,构建大坝安全监控知识图谱;然后,基于图数据库知识引导和多级关系查询能力,建立监测点的关联响应机制,将异常监测点识别出来并划分为不同异常测点组,明确各异常测点组之间的结构机理关联特性;进一步,提出多测点聚集度概念并构建异常测点组的空间影响区域算法,并以坝体的异常影响区域为核心计算大坝运行性态分数,从大坝整体结构层面进行综合监控预警;最后,以一座混凝土重力坝的部分坝段为例,验证所提出方法的可行性。研究表明:该方法充分利用知识图谱在信息融合、类脑推理方面的优势,将大坝监测点整合成数据网络进行统一分析,提出异常监测点的结构影响区域概念,并以此为依据对大坝安全进行评判,在综合考虑监测点数量、空间分布、结构机理关联特性情况下实现多测点大坝安全监控预警。 展开更多
关键词 知识图谱 大坝 多测点 监控预警 聚集度 多级查询
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运行期水电站大坝抗震安全评价实践与研究
9
作者 季昀 周建波 +1 位作者 黄维 《大坝与安全》 2024年第1期11-15,共5页
大坝抗震安全评价须贯穿大坝设计、建设和运行的全生命周期。在运行期,由于大坝内外部条件的变化,需适时对大坝的抗震设防标准、抗震能力等进行复核与评价,保障大坝运行安全。通过对运行期水电站大坝抗震安全复核计算的开展情况进行统... 大坝抗震安全评价须贯穿大坝设计、建设和运行的全生命周期。在运行期,由于大坝内外部条件的变化,需适时对大坝的抗震设防标准、抗震能力等进行复核与评价,保障大坝运行安全。通过对运行期水电站大坝抗震安全复核计算的开展情况进行统计分析,剖析了大坝安全定期检查中关于大坝抗震安全评价的实践经验。通过对运行期水电站大坝抗震安全复核计算结果进行量化分析,研究了大坝抗震能力随地震动参数变化的快速估算方法。上述研究成果对在大坝全生命周期中持续开展抗震安全评价具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 大坝 运行期 抗震复核 安全评价
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基于图像识别技术和轨道机器人的大坝安全智能移动巡检技术研究 被引量:2
10
作者 李倩 季昀 +3 位作者 刘雨佳 李君军 刘西军 《水电能源科学》 北大核心 2023年第4期107-109,48,共4页
为实现大坝远程移动监视、重要缺陷的自动识别和重点监测设备测读,开展了基于图像识别技术和轨道机器人的大坝安全智能移动巡检技术研究。首先基于轨道机器人构建了大坝安全智能移动巡检系统,在此基础上,基于图像识别技术实现了大坝典... 为实现大坝远程移动监视、重要缺陷的自动识别和重点监测设备测读,开展了基于图像识别技术和轨道机器人的大坝安全智能移动巡检技术研究。首先基于轨道机器人构建了大坝安全智能移动巡检系统,在此基础上,基于图像识别技术实现了大坝典型缺陷的自动识别和重点监测设备测读。结合某水库大坝进行实际应用,取得良好的应用效果,实现了大坝安全远程、大范围巡检,可显著减少人工巡检工作量,并可在极端自然条件下取代人工巡检及时掌握大坝等水工建筑物运行情况。研究结果可为水库大坝的安全监控提供重要参考和技术支撑。 展开更多
关键词 智能巡检 轨道机器人 图像识别 大坝安全 裂缝 析钙渗水 表盘读数
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某抽水蓄能电站下水库大坝抗震安全复核分析
11
作者 季昀 范振东 +3 位作者 滕世敏 周建波 杨鸽 《水电与抽水蓄能》 2023年第5期82-86,共5页
为依据GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》、NB 35047—2015《水电工程水工建筑物抗震设计规范》等现行规范评价某已建抽水蓄能电站下水库大坝当前的抗震安全性,采用基于有限元振型叠加反应谱法的动力法进行了大坝抗震复核计算。计... 为依据GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》、NB 35047—2015《水电工程水工建筑物抗震设计规范》等现行规范评价某已建抽水蓄能电站下水库大坝当前的抗震安全性,采用基于有限元振型叠加反应谱法的动力法进行了大坝抗震复核计算。计算成果表明,在地震工况下,坝踵垂直拉应力区小于坝底面宽度的7%,且未超过帷幕位置,坝基面抗滑稳定的抗力作用比大于1。此外,考虑到在设计阶段大坝抗震薄弱部位已针对性地采取了相关工程处理措施,经综合分析,大坝抗震安全性仍满足现行规范要求。 展开更多
关键词 重力坝 抗震复核 振型叠加反应谱法 抗滑稳定 拉应力区
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灌浆节理压剪变形、强度特点及破坏机制试验 被引量:2
12
作者 蒋庆仁 佘成学 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期440-444,451,共6页
通过对人工劈裂的节理试件进行水泥灌浆加固处理,并进行一系列室内压剪试验,总结了灌浆节理面压剪全过程剪应力-剪切位移的典型曲线形式,分析了充填度和法向应力对灌浆节理的变形、强度特点的影响规律,总结了由充填度决定的灌浆节理两... 通过对人工劈裂的节理试件进行水泥灌浆加固处理,并进行一系列室内压剪试验,总结了灌浆节理面压剪全过程剪应力-剪切位移的典型曲线形式,分析了充填度和法向应力对灌浆节理的变形、强度特点的影响规律,总结了由充填度决定的灌浆节理两种压剪破坏形式,揭示了其破坏机制.研究结果表明,低法向应力下灌浆节理面表现出脆性破坏特点,峰值剪切强度大于无灌浆节理面的,而在高法向应力条件下,灌浆节理面有一定的延性,峰值剪切强度小于紧密闭合且吻合系数较高的无灌浆节理面的;当充填度大于1.0时,各个充填度的灌浆节理面剪切强度差异较小.研究成果加深了对灌浆节理压剪破坏特性的认识,并具有一定的工程指导意义. 展开更多
关键词 节理 灌浆 压剪破坏 变形 强度 破坏机制
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拱坝在线快速结构分析平台研究与应用 被引量:3
13
作者 张秀丽 +3 位作者 沈海尧 王玉洁 李啸啸 柳翔 《大坝与安全》 2018年第2期7-12,19,共7页
对拱坝在线快速结构分析平台进行了研究。首先,基于改进遗传算法和三维有限元法建立拱坝结构快速正反分析计算方法;其次,依托通用软件开发拱坝正反结构分析计算工具,并基于云计算平台利用Web集成技术建立拱坝在线快速结构分析平台;最后... 对拱坝在线快速结构分析平台进行了研究。首先,基于改进遗传算法和三维有限元法建立拱坝结构快速正反分析计算方法;其次,依托通用软件开发拱坝正反结构分析计算工具,并基于云计算平台利用Web集成技术建立拱坝在线快速结构分析平台;最后,以某特高拱坝为算例进行拱坝结构性态正反分析。研究成果表明,拱坝在线快速结构分析平台能够简便、快速、准确地分析拱坝结构性态,实现拱坝结构性态的评估、预测和诊断,有望成为大坝在线安全监控和运行安全管理的辅助决策工具。 展开更多
关键词 拱坝 在线分析平台 快速结构分析 在线监控 反演 遗传算法 有限元
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边坡安全监测点合理选择有限元计算分析 被引量:1
14
作者 史永胜 佘成学 《中国农村水利水电》 北大核心 2011年第4期144-146,149,共4页
结合广东乐昌峡水利枢纽工程右岸坝肩边坡,通过有限元强度折减法计算分析,研究如何合理选择边坡位移监测点。首先通过建立有限元计算模型,针对竣工期工况,对边坡进行有限元降强度计算,获得了边坡破坏时的滑动屈服带;然后在边坡表面选择... 结合广东乐昌峡水利枢纽工程右岸坝肩边坡,通过有限元强度折减法计算分析,研究如何合理选择边坡位移监测点。首先通过建立有限元计算模型,针对竣工期工况,对边坡进行有限元降强度计算,获得了边坡破坏时的滑动屈服带;然后在边坡表面选择若干点,计算并绘制其位移随边坡降强度折减系数的变化关系。计算结果表明:在滑动区域表面的点,其位移随降强度折减系数不一定是单调变化的,即随着边坡破坏的发展,某些点的位移有可能单调增长,而有些点的位移则出现震荡现象。显然对于位移单调增长的坡面点,有助于通过位移的变化情况判断边坡的稳定性变化情况,可作为观测布置点;而对于位移震荡变化的坡面点,有待进一步研究。滑动体以外的坡面点的位移对折减系数的变化不敏感,对于监控边坡破坏作用不明显。这一研究结果对于边坡位移监测点的选择布置具有理论指导意义。 展开更多
关键词 边坡 安全监测 失稳判据 强度折减法
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大坝安全监测数据模式智能识别技术研究 被引量:1
15
作者 沈海尧 《大坝与安全》 2022年第4期23-27,共5页
对大坝安全监测数据规律性智能识别技术开展研究。结合工程师思维和深度学习的特点,提出数据规律性识别技术方案,在此基础上,基于卷积神经网络建立大坝安全监测数据规律性识别模型。算例研究表明,建立的智能识别算法在监测数据规律性识... 对大坝安全监测数据规律性智能识别技术开展研究。结合工程师思维和深度学习的特点,提出数据规律性识别技术方案,在此基础上,基于卷积神经网络建立大坝安全监测数据规律性识别模型。算例研究表明,建立的智能识别算法在监测数据规律性识别问题上具有较好表现,与以往方法相比,无需人为定义数学模型,具备采用一个模型准确快速处理海量多类型监测数据的优势。研究成果是新一代人工智能技术在大坝安全领域应用的拓展,是实现大坝安全智能管理的关键技术点。 展开更多
关键词 大坝安全 监测 模式识别 卷积神经网络 人工智能
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基于全卷积神经网络的大坝变形监测数据粗差识别方法研究 被引量:5
16
作者 齐智勇 +3 位作者 毛延翩 周建波 张春辉 李秋炎 《水电能源科学》 北大核心 2023年第3期87-90,共4页
针对大坝变形监测数据普遍存在粗差的问题,采用全卷积神经网络(FCN)模型对人工标记数据集进行表征学习的方法实现变形粗差数据识别的人工智能模拟;在此基础上,利用Python和Tensorflow框架构建了用于变形监测数据粗差识别的FCN模型并以... 针对大坝变形监测数据普遍存在粗差的问题,采用全卷积神经网络(FCN)模型对人工标记数据集进行表征学习的方法实现变形粗差数据识别的人工智能模拟;在此基础上,利用Python和Tensorflow框架构建了用于变形监测数据粗差识别的FCN模型并以人工标注数据集进行模型训练;最后,以训练得到的最优模型对某重力坝变形监测数据进行粗差识别应用。结果表明,经训练的FCN模型能够较准确地识别大坝变形监测数据中的粗差值,提高了大坝安全管理效率。 展开更多
关键词 监测 粗差 全卷积神经网络 大坝安全 人工智能
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基于改进遗传算法的大坝参数快速反演工具研究及应用 被引量:8
17
作者 张秀丽 +1 位作者 王玉洁 沈海尧 《水力发电》 北大核心 2018年第1期55-58,共4页
基于改进遗传算法对大坝参数快速反演工具的开发和应用进行研究。首先,引入缩放函数构造GA的适应度函数,改善算法效率;其次,利用ANSYS软件采用APDL开发基于改进GA的大坝参数快速反演工具;最后,利用开发的反演程序对某特高拱坝的变形参... 基于改进遗传算法对大坝参数快速反演工具的开发和应用进行研究。首先,引入缩放函数构造GA的适应度函数,改善算法效率;其次,利用ANSYS软件采用APDL开发基于改进GA的大坝参数快速反演工具;最后,利用开发的反演程序对某特高拱坝的变形参数进行反演计算。研究成果表明,参数反演程序充分利用了改进GA高效的优化搜索能力以及ANSYS强大的有限元计算能力,能够简单、快速、有效地完成大坝参数的优化反演。 展开更多
关键词 反演 遗传算法 ANSYS APDL 优化 拱坝 变形参数
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拱坝垂线观测数据处理方法的改进
18
作者 沈海尧 张华 《水力发电》 北大核心 2020年第11期116-119,共4页
对拱坝垂线观测数据处理方法的改进进行探讨。首先,对大坝安全工作中拱坝垂线观测数据的现状处理方法进行分析;在此基础上提出了基于矢量叠加的改进处理方法;最后,某300 m级拱坝算例分析结果表明,现状拱坝垂线观测数据处理方法将导致切... 对拱坝垂线观测数据处理方法的改进进行探讨。首先,对大坝安全工作中拱坝垂线观测数据的现状处理方法进行分析;在此基础上提出了基于矢量叠加的改进处理方法;最后,某300 m级拱坝算例分析结果表明,现状拱坝垂线观测数据处理方法将导致切向位移显著大于精确计算值,径向位移略小于精确计算值,并且切向位移分布规律也明显不同于精确计算情况,建议今后大坝安全监测工作中对于拱坝垂线观测数据采用改进方法进行处理。 展开更多
关键词 拱坝 变形 监测 垂线 数据处理 矢量叠加
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