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土石坝全生命周期风险防控方法体系

发布时间: 2018-04-18 来源: 网站群管理

项目围绕“梯级水库群风险设计理与安全防控机制”,结合大渡河流域面临的深厚覆盖层、强地震区、狭窄河谷地形等复杂条件,以梯级水库群关键挡水单元土石坝为研究对象,从工程全生命周期内的潜在风险为出发点,以贝叶斯风险理论为基础,建立起了土石坝全生命周期风险评价及防控评价方法体系和梯级水库群挡水建筑物(土石坝)溃决过程模拟方法。取得了如下创新性研究成果:一是基于物理模型试验,结合实测数据资料分析,耦合土力学和水力学,首次构建土石坝溃决过程模拟方法,并开发了模拟计算软件系统。二是提出了虚、实样本结合的贝叶斯网络学习方法和基于物理模型、多源监测信息融合的贝叶斯网络方法,首次为小样本、无溃坝案例的高心墙坝渗透破坏概率和风险量化难题解决提供了科学手段,建立了土石坝安全动态评价及预警方法,提出了贯穿建设、运行等全生命周期的反馈预测评价方法;开发了基于图像识别的土石料级配快速检测技术,在生产工艺流程中无缝嵌入级配合规性检测环节,有效保证土石料的可压实性;开发了无人驾驶碾压机技术,已经在出山店工程开始实践,既降低驾驶员劳动强度又有效保证碾压质量;首次实现了近场强震条件下砂层液化的水平、竖直双向振动超重力物理模拟,建立了联合室内外、考虑土体原位结构效应的深厚覆盖层动强度参数确定方法,改进了覆盖层地震液化判断准则;揭示了高土石坝坝顶加筋加固措施在漫顶抗冲防护中的握裹、拦截效应,建立了源头控制、过程拦截的土石坝漫顶抗冲防护理念,提出了加筋抗冲防护设计方法;提出了土石坝土体裂缝冲蚀起动判别标准,构建了裂缝冲蚀二维演化解析模型及一维发育预测模型,建立了流固耦合条件下的裂缝冲蚀破坏演化数值模拟方法。

相关研究成果已在国内外著名刊物发表,应用于大渡河流域梯级水库群、河南出山店水库、河南前坪水库、新疆阿尔塔什水利枢纽等重大水利水电工程。提出的采用非线性化方法考虑筑坝等人类工程活动对覆盖层应力条件影响的新液化评价公式,规避了原规范公式误判带来的隐患,被国标和行标修订采用。提出的土石坝稳定、变形、渗流等计算分析成套方法,直接应用于预测鲁甸“8.03”地震红石岩堰塞体在复杂变化水位条件下变形发展规律,为红石岩堰塞体整治工程方案确定、保证施工安全提供了重要技术支撑,成果得到了云南省水利厅,中国电建昆明勘测设计研究院的高度认可。

2017年举办首届“土石坝溃坝洪水风险分析学术交流与软件实习会议”,推广介绍了“DB-IWHR”系列溃坝洪水分析软件等研究成果,提升了基层水库大坝安全管理人员风险评价、应急响应的技术水平,为水利水电行业安全和应急管理能力提升提供了技术支撑。

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