碾压过程实时监测下堆石坝料压实质量评估方法及其应用

摘要

有效地控制填筑施工质量是保证高堆石坝安全的关键。常规采用试坑法检测坝料压实质量的方式,一方面会对大坝仓面施工作业带来干扰,另一方面由于试验结果无法快速获得,不能及时反馈施工。由于堆石坝料在物理性状、压实机理、压实影响因素和质量表征指标等方面均与心墙坝料存在差异,故现有的针对心墙坝料的相关研究并不适用于堆石坝料。因此,有必要在借鉴已有研究的基础上,利用实时碾压过程的监测信息,研究适用于堆石坝料的压实质量评估理论和方法,这对于确保高堆石坝施工质量、实现施工质量的实时评估和及时反馈控制具有重要的理论与现实意义。本文主要研究内容和成果如下:
　　(1)分析了堆石坝料的压实机理,以及各影响因素对堆石坝料压实质量的定性影响,提出了堆石坝料质量实时表征的新指标——压实监测值,详细介绍了为开展本文研究所进行的现场试验方法。
　　(2)分析了影响堆石坝料压实质量因素与压实质量的相关性,包括碾压参数(碾压遍数、行车速度、压实厚度和激振力状态)与压实监测值的相关性分析,以及压实监测值、料性参数(P5含量和含水率)与压实干密度的相关性分析;量化了各因素对堆石坝料压实质量的影响,为压实质量回归模型中变量的引入提供了依据。
　　(3)建立了基于压实监测值的堆石料压实质量多元回归模型,包括基于实时监测碾压过程参数的压实监测值多元回归模型的建立,以及基于压实监测值、含水率和P5含量的压实干密度多元回归模型的建立;通过该模型可在线实时评估碾压过程中堆石坝料的压实质量(即坝料干密度)。
　　(4)提出了基于kriging法的堆石坝料全仓面压实质量评估方法,根据实时监测信息和所建立的堆石料压实质量回归模型,利用Kriging空间插值方法,可获得施工全仓面任意位置处干密度值和整个仓面压实质量合格率。该方法可快速评估全仓面坝料压实质量,可有效避免试坑检测的片面性,为实现堆石坝施工质量的及时反馈控制提供了一条有效途径。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文工程概况

1.4主要研究内容

第二章 大坝堆石料压实机理及压实质量表征指标分析

2.1 引言

2.2 堆石料的压实机理及压实质量影响因素分析

2.3 堆石料压实质量的表征

2.4 实时监控下现场堆石料压实质量及其影响参数的获取

2.5 本章小结

第三章 堆石坝料压实质量及其影响因素的相关性分析

3.1 引言

3.2 堆石料压实质量与影响因素的相关性分析方法

3.3 碾压参数与压实监测值CV的相关性分析

3.4 压实监测值CV、料性参数与坝料干密度的相关性分析

3.5 本章小结

第四章 碾压过程实时监测下堆石坝料压实质量多元回归建模

4.1 引言

4.2 实时监测下堆石料压实监测值的多元回归建模方法

4.3 基于压实监测值的堆石料干密度逐步回归建模方法

4.4实例分析

4.5 本章小结

第五章 基于Kriging法的堆石坝料全仓面压实质量评估方法

5.1 引言

5.2 坝料压实质量的Kriging空间插值方法

5.3 大坝堆石料全仓面压实质量评估的步骤

5.4 实例分析

5.5本章小结

第六章 结束语

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢