碾压混凝土坝渗流时空多尺度演变特性及监控方法研究

RCC dam construction technology built in recent 20 years, is to agree with our country large-scale hydropower engineering construction development needs, and used in the construction of the dam in many of the widely. Because of the particular technology of RCCD, there are lots of construction level. RCC dam seepage variation causes safety loophole of RCC dam. The project of RCC dam materials and structure of the characteristics, based on the test data of RCC dam, the prototype observation and monitoring data, and comprehensive application of theoretical analysis and numerical simulation, engineering analogy, and other means to focusing on the "RCC dam seepage space distribution and the time evolution law" and "the seepage real-time monitoring model and the monitoring indicators" two key scientific problems, this paper puts forward RCC dam seepage space-time multiscale evolution characteristics and monitoring methods: the RCC dam body and level of permeability coefficient variation characteristics, reveals RCC dam with penetration for extended cause the spatio-temporal evolution of law, establish seepage safety monitoring model for monitoring index is systematically studied. Expected in important domestic and international journals published papers 5-8 article (including SCI, EI, ISTP included 3 article).

碾压混凝土坝建造施工技术作为近20多年来采用的新型筑坝技术，正契合了我国大规模水电工程建设的发展需求，在诸多的大坝建设中得到广泛运用。由于筑坝技术的特殊性，存在大量施工层面，碾压混凝土坝碾压层面渗流变异引发的大坝安全隐患问题。本项目针对碾压混凝土坝材料和结构的特点，基于碾压混凝土坝试验资料、原型观测、监测资料，综合应用理论分析、数值模拟、工程类比等手段，重点针对"碾压混凝土坝渗流空间分布和时间演变规律"以及"渗流实时监控模型和监控指标"两个关键科学问题，提出碾压混凝土坝渗流时空多尺度演化特性及监控方法：研究碾压混凝土坝本体和层面渗透系数的变异特性，揭示碾压混凝土坝随渗透历时延长引起的时空演化规律，建立渗流安全监控模型，对监控指标进行较为系统的研究。预期在国内外重要期刊上发表学术论文5-8篇（其中SCI、EI、ISTP收录3篇）。

碾压混凝土坝在诸多的大坝建设中得到广泛运用，由于筑坝技术的特殊性，存在大量施工层面，碾压混凝土坝碾压层面渗流变异引发的大坝安全隐患问题。本项目针对碾压混凝土坝材料和结构的特点，基于碾压混凝土坝试验资料、原型观测、监测资料，综合应用理论分析、数值模拟、工程类比等手段，对碾压混凝土坝渗透系数的变异特性、时变特性以及渗流安全监控模型和监控指标等进行了较为系统的研究，取得了以下成果：.（1）利用碾压混凝土坝的施工压实机理和渗透试验成果，分析了碾压本体和施工层面渗透系数的变异特性；对碾压混凝土坝常规渗流分析方法进行了探讨，采用层合单元和薄层单元仿真分析了坝体渗流场；据此研究并提出了碾压混凝土坝渗流场变异特性的数值分析方法。.（2）基于碾压混凝土坝渗流监测资料和渗透试验成果，研究了碾压混凝土渗透系数随时间的演变规律，并利用Gauss-Newton算法和随机爬山法以及Bayes参数识别方法，反演分析了碾压混凝土坝各部位的渗透系数，建立了碾压混凝土坝渗透系数时空分布模型。.（3）根据碾压混凝土坝本体和层面的渗流空间特性，研究并构建了本体和层面水压分量的表达式，建立了碾压混凝土坝渗压的确定性和随机安全监控模型和安全监控指标。.（4）根据碾压混凝土拌和物不同材料介电常数的差异性，以及介电常数与含湿率之间关系来计算拌合物含湿率，研发了一套适用于碾压混凝土自身重特点的含湿率测试仪器，并将研究成果运用于现场施工，提出高寒高海拔条件下的快速控制层间质量碾压施工方法。