碾壓混凝土壩滲流時空多尺度演變特性及監控方法研究

《碾壓混凝土壩滲流時空多尺度演變特性及監控方法研究》是依託河海大學，由周蘭庭擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：碾壓混凝土壩滲流時空多尺度演變特性及監控方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周蘭庭
• 依託單位：河海大學

項目摘要

碾壓混凝土壩建造施工技術作為近20多年來採用的新型築壩技術，正契合了我國大規模水電工程建設的發展需求，在諸多的大壩建設中得到廣泛運用。由於築壩技術的特殊性，存在大量施工層面，碾壓混凝土壩碾壓層面滲流變異引發的大壩安全隱患問題。本項目針對碾壓混凝土壩材料和結構的特點，基於碾壓混凝土壩試驗資料、原型觀測、監測資料，綜合套用理論分析、數值模擬、工程類比等手段，重點針對碾壓混凝土壩滲流空間分布和時間演變規律以及滲流實時監控模型和監控指標兩個關鍵科學問題，提出碾壓混凝土壩滲流時空多尺度演化特性及監控方法：研究碾壓混凝土壩本體和層面滲透係數的變異特性，揭示碾壓混凝土壩隨滲透歷時延長引起的時空演化規律，建立滲流安全監控模型，對監控指標進行較為系統的研究。預期在國內外重要期刊上發表學術論文5-8篇（其中SCI、EI、ISTP收錄3篇）。

結題摘要

碾壓混凝土壩在諸多的大壩建設中得到廣泛運用，由於築壩技術的特殊性，存在大量施工層面，碾壓混凝土壩碾壓層面滲流變異引發的大壩安全隱患問題。本項目針對碾壓混凝土壩材料和結構的特點，基於碾壓混凝土壩試驗資料、原型觀測、監測資料，綜合套用理論分析、數值模擬、工程類比等手段，對碾壓混凝土壩滲透係數的變異特性、時變特性以及滲流安全監控模型和監控指標等進行了較為系統的研究，取得了以下成果： （1）利用碾壓混凝土壩的施工壓實機理和滲透試驗成果，分析了碾壓本體和施工層面滲透係數的變異特性；對碾壓混凝土壩常規滲流分析方法進行了探討，採用層合單元和薄層單元仿真分析了壩體滲流場；據此研究並提出了碾壓混凝土壩滲流場變異特性的數值分析方法。 （2）基於碾壓混凝土壩滲流監測資料和滲透試驗成果，研究了碾壓混凝土滲透係數隨時間的演變規律，並利用Gauss-Newton算法和隨機爬山法以及Bayes參數識別方法，反演分析了碾壓混凝土壩各部位的滲透係數，建立了碾壓混凝土壩滲透係數時空分布模型。 （3）根據碾壓混凝土壩本體和層面的滲流空間特性，研究並構建了本體和層面水壓分量的表達式，建立了碾壓混凝土壩滲壓的確定性和隨機安全監控模型和安全監控指標。 （4）根據碾壓混凝土拌和物不同材料介電常數的差異性，以及介電常數與含濕率之間關係來計算拌合物含濕率，研發了一套適用於碾壓混凝土自身重特點的含濕率測試儀器，並將研究成果運用於現場施工，提出高寒高海拔條件下的快速控制層間質量碾壓施工方法。