混凝土坝变形性态监控理论与实践

序

前言

第1章 绪论

1．1 研究的背景

1．2 研究的目的和意义

1．3 国内外研究进展

1．4 主要内容

第2章 混凝土坝变形性态非线性动力学分析方法

2．1 引言

2．2 混凝土坝长期变形特性分析方法

2．3 坝体混凝土和坝基岩体力学本构模型

2．4 算例

2．5 本章小结

第3章 混凝土坝长期变形特性数值分析方法

3．1 引言

3．2 混凝土坝分数阶微积分二维本构模型构建

3．3 混凝土坝分数阶微积分三维本构模型构建

3．4 混凝土坝分数阶微积分有限元分析方法

3．5 主要物理力学参数的确定方法

3．6 算例

3．7 本章小结

第4章 考虑渗透力作用的混凝土坝长期变形特性数值分析方法

4．1 引言

4．2 渗流场与应力场耦合机理及分析方法

4．3 渗流场与应力场耦合模型的构建

4．4 两场耦合工况下混凝土坝长期变形有限元数值形式

4．5 算例

4．6 本章小结

第5章 混凝土坝变形安全监控模型构建方法

5．1 引言

5．2 混凝土坝变形安全监控确定性模型构建

5．3 混凝土坝变形温度分量改进方法及安全监控混合模型构建

5．4 算例

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献2100433B

恶劣环境中的混凝土在遭受不利荷载作用以及大坝自身材料老化等情况下，大坝会不可避免地存在某些隐患病害。

《混凝土坝变形性态监控理论与实践》基于混凝土坝原型监测资料和试验成果，综合运用小波分析、相平面、分数阶微积分、有限元等数学理论和方法以及力学和坝工知识，系统地论述了混凝土坝变形性态监控理论，并将研究成果应用于工程实际。具体涉及混凝土坝变形性态非线性动力学分析方法、混凝土坝变形特性数值分析方法、渗流场与应力场耦合作用下混凝土坝变形特性数值分析方法与混凝土坝变形安全监控模型构建方法等主要内容。书中研究内容为深入认知复杂荷载作用下混凝土坝变形性态演化机理和驱动规律、混凝土坝的安全监控和预警提供了理论依据与技术支撑。

本书针对我国已建混凝土坝的数量和总高度均居世界首位的现状，围绕混凝土坝长期运行安全这一当前坝工技术的焦点问题，系统介绍了混凝土坝服役性态安全监控多尺度分析理论，并列举了相应的应用实例。全书共分9章，介绍了混凝土坝服役性态多尺度数据估计模型和随机动态分析方法，高拱坝库盘变形的空间跨尺度正反分析方法和裂缝损伤安全监控分析方法，坝基渗流性态的有规分形分析方法、演变和转异监控模型，重力坝服役稳定性可靠度安全监控方法以及混凝土坝服役性态多源信息集成融合推理方法等内容。

《碾压混凝土坝变形安全监控指标拟定方法》采用遗传算法、信息熵、协同学等先进的数学理论和计算方法，对碾压混凝土坝变形安全监控指标拟定方法进行了较为系统的研究，主要研究内容如下：

（1）为掌握碾压混凝土坝整体的变形规律，采用遗传一逐步回归法建立了空间变形场的时空分布模型，并利用置信区间法动态控制的特点，拟定了变形的区间监控指标，根据每一时刻的环境量，对大坝安全状态实时监控。

（2）为了尽量减少对典型监测效应量进行概率分析时的不确定性，引入了大熵法来拟定碾压混凝土坝变形安全监控指标，减少了主观假设。针对概率分析法没有定量联系强度和稳定控制条件，也没有联系碾压混凝土坝的成层结构特性，将结构计算和概率分析结合起来，进一步研究了碾压混凝土坝变形监控指标拟定的混合法。

（3）研究了碾压混凝土坝结构性态非线性变化的协同演化特征，应用协同学等相关理论对其结构性态进行了有序化分析。根据碾压混凝土本体、层面不同的力学性能和屈服准则，探讨了本体和层面分别对应的屈服接近度函数构建方法。将应力有序度及结构整体变形能作为判别标准，从有序化角度划分了碾压混凝土坝变形的一、二、三级安全监控指标。

（4）为评价碾压混凝土坝的整体安全性，引入变形能这一物理量，采用强度折减法，表征了整体变形能随折减系数增大不断变化的过程；同时，基于尖点突变理论，计算了碾压混凝土坝整体稳定的强度储备安全度。

（5）以应力有序度和整体变形能为控制条件，确定了不同级别变形监控指标的计算荷载集。充分考虑碾压混凝土坝的成层结构特性，利用等效弹性模型和多层结构弹塑性模型，分别拟定了一、二级变形监控指标。采用偏小二乘法，建立了实测位移的统计模型，并分离了出水压分量和时效分量；运用改进的混沌遗传算法，反演了碾压混凝土坝的黏弹性材料参数，据此拟定了不同级别的监控指标。

《碾压混凝土坝变形安全监控指标拟定方法》介绍了多种拟定碾压混凝土坝变形监控指标的方法，可供从事碾压混凝土坝运行管理工作的人员使用，也可供科研院所，高等院校、企事业单位从事大坝安全监测的人员学习和参考。

《岩土工程变形控制设计理论与实践/岩土工程西湖论坛系列丛书》介绍地铁、桩基、基坑、建筑、隧道、道路、水利等工程领域变形控制设计理论与实践。全书分14章，主要内容为：概论；地铁岩土工程变形控制理论与实践；邻近地铁设施的软土深基坑工程变形控制设计与实践；桩基础沉降变形控制设计原理、方法与工程实践；桩基础设计理论变革：从强度控制设计到变形控制设计；深圳地区建筑深基坑变形控制设计实践与探讨；超高层建筑基础沉降控制设计与实践；岩体隧道变形精细化分析方法与应用；软土盾构隧道变形控制分析方法与应用；高填黄土路堤及结构物沉降计算；地基的变形控制设计；道路工程中复合地基沉降与稳定控制设计理论及方法；软土地区高速铁路路基变形控制设计理论与实践；水利涵闸的变形控制设计。

《岩土工程变形控制设计理论与实践/岩土工程西湖论坛系列丛书》可供从事土木工程设计、施工、监测、研究、工程管理工程技术人员和大专院校土木工程及其相关专业师生参考。