【摘要】：觀音巖水電站混合壩在竣工后發(fā)生了較大的流變變形,導(dǎo)致土石壩壩段在蓄水一個(gè)月后出現(xiàn)了裂縫。為分析壩體裂縫產(chǎn)生的原因,采用并行變異粒子群算法,根據(jù)觀音巖混合壩竣工后的壩體沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)反演了筑壩堆石料和心墻料的流變參數(shù)。進(jìn)一步根據(jù)反演參數(shù)進(jìn)行了壩體的三維有限元計(jì)算,分析和預(yù)測(cè)了大壩在蓄水期和運(yùn)行期的變形特性。結(jié)果表明,較大的蓄水期不均勻沉降及較大的壩體流變變形是壩體產(chǎn)生裂縫的主要原因。
【圖文】：

癰?5m，為國(guó)內(nèi)最高的插入式接頭［1－2］。大壩于2012年1月開(kāi)始混凝土重力壩段澆筑，在2013年1月開(kāi)始心墻堆石壩段填筑，2014年4月15日，心墻堆石壩填筑至壩頂。2014年10月23日，大壩正式下閘蓄水。2014年11月20日首次在壩頂接頭部位心墻及其上游位置發(fā)現(xiàn)裂縫，此時(shí)水位已經(jīng)達(dá)到接頭區(qū)域的1/2高度。其后，心墻堆石壩壩頂陸續(xù)出現(xiàn)裂縫。直至2014年11月26日，心墻壩與混凝土壩接頭區(qū)域共出現(xiàn)6條裂縫，最長(zhǎng)裂縫達(dá)到25m，深5．5m，最大縫寬5cm;心墻壩壩頂上下游兩側(cè)出現(xiàn)4條縱向裂縫，上游側(cè)最長(zhǎng)裂縫達(dá)到127m，裂縫如圖1，2所示。圖1探坑內(nèi)的接頭區(qū)域裂縫位移觀測(cè)數(shù)據(jù)和裂縫分布狀態(tài)表明，心墻部位的

人民長(zhǎng)江2017年裂縫是由于竣工后壩殼堆石沉陷過(guò)大，導(dǎo)致接頭部位上游壩殼呈現(xiàn)向庫(kù)區(qū)及左岸方向的變形，從而牽引心墻產(chǎn)生拉張裂縫。壩殼堆石體竣工后的沉陷主要由竣工后壩體流變變形和蓄水期壩體濕化變形引起。為了進(jìn)一步分析壩體的安全性，為大壩運(yùn)行期的變形監(jiān)測(cè)和安全控制提供依據(jù)，需要進(jìn)行筑壩土石料流變參數(shù)的反演分析。圖2接頭區(qū)域和壩頂區(qū)域的裂縫由于室內(nèi)試驗(yàn)中試樣土顆粒的粒徑與現(xiàn)場(chǎng)壩料的填筑粒徑差別較大，試樣本身存在尺寸效應(yīng)，加之受現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的影響，導(dǎo)致筑壩土石料的力學(xué)參數(shù)與試驗(yàn)參數(shù)存在差異。因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的位移反演筑壩土石料的力學(xué)參數(shù)，成為土石壩安全監(jiān)測(cè)的有效手段，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者進(jìn)行了這方面的研究。沈珠江院士根據(jù)實(shí)測(cè)沉降反演了魯布革心墻堆石壩壩料的流變參數(shù)［3］。此外，還有眾多反演研究的實(shí)例［4－9］，由于計(jì)算效率的限制，早期參數(shù)反演的計(jì)算規(guī)模較小，反演分析一般采用二維有限元模型［3］，或者較為簡(jiǎn)化的三維模型［5］，很難準(zhǔn)確反映壩體應(yīng)力的影響。隨著計(jì)算機(jī)硬件水平的提高和智能算法的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始用于替代有限元計(jì)算［4，7－8］，提高反演計(jì)算的速度。同時(shí)，遺傳算法［9］、免疫算法［6］、粒子群算法等智搜索方法也用于反演分析，提高了參數(shù)反演的效率。因此，反演模型的規(guī)模逐漸擴(kuò)大。但是，，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替代有限元計(jì)算需要對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分的訓(xùn)練，其計(jì)算精度依賴于訓(xùn)練的效率，而且，其訓(xùn)練準(zhǔn)確性又依賴于模型觀測(cè)點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)，也不能完全保證模型所有區(qū)域均能夠達(dá)到測(cè)點(diǎn)精度。因此，本文采用并行變異粒子群算法，反演觀音巖混合壩土料的流變參數(shù)，通過(guò)并行有限元計(jì)算提高反演計(jì)算速度，采用變異粒子群算法提高搜索效率。同時(shí)，?
【作者單位】： 大連理工大學(xué)近海與海岸工程國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室;大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部工程抗震研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51109027,51179024,51379029) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(DUT12LK11)
【分類號(hào)】：TV698

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2545135