›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (S1): 463-470.doi: 10.16285/j.rsm.2017.S1.057

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

考虑参数相关的高心墙堆石坝材料参数反分析

袁艳玲1,2,郭琴琴1,2,周正军3,吴震宇1,2,陈建康1,2,姚福海4   

  1. 1. 四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室, 四川 成都 610065; 2. 四川大学 水利水电学院,四川 成都 610065; 3. 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川 成都 610072;4. 国电大渡河流域水电开发有限公司,四川 成都 610041
  • 收稿日期:2017-02-23 出版日期:2017-06-22 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 吴震宇,男,1981年生,博士,副教授,硕士生导师,主要从事水工结构工程与岩土工程领域的研究。E-mail: scuwzy@qq.com. E-mail:18215627895@163.com
  • 作者简介:袁艳玲,女,1992年生,硕士研究生,从事水工结构工程及基础工程方面研究工作。

Back analysis of material parameters of high core rockfill dam considering parameters correlation

YUAN Yan-ling1,2, GUO Qin-qin1,2, ZHOU Zheng-jun2, WU Zhen-yu1,2, CHEN Jian-kang1,2, YAO Fu-hai3   

  1. 1. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610065, China ; 2. College of Water Resources & Hydropower, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610065, China; 3. Power China Chengdu Engineering Corporation Limited, Chengdu, Sichuan 610072, China; 4. Dadu River Hydropower Development Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 6100 41, China
  • Received:2017-02-23 Online:2017-06-22 Published:2018-06-05

摘要: 在高心墙堆石坝应力变形控制数值模拟中,除了所采用土体本构模型的误差影响外,材料参数取值是否合理也是影响堆石坝变形预测精度的关键因素之一。传统参数反分析方法未考虑材料参数之间相关性影响,可能导致反分析参数值与材料实际特性不匹配。另外,高心墙堆石坝材料分区较多,模型待反分析参数多,计算量较大。针对邓肯–张E-B模型参数,通过大量室内试验数据统计分析,得到材料的抗剪强度参数△φ与φ、切线模量系数Ke与体积模量系数Kb、切线模量指数n与m存在显著相关关系,根据其相关关系确定模型基础反分析参数为φ、Rf、Ke和n。构建了基础反分析参数为自变量,数值计算位移值为因变量的响应面方程,运用改进的遗传算法和已知的参数回归方程求得文中模型待反分析参数最优解。以瀑布沟砾石土心墙堆石坝工程为例,对坝体及覆盖层材料参数进行了反分析。计算结果表明,考虑参数相关的反分析方法得到的材料参数更加符合材料的真实特征,由于减少了待反分析参数个数,使计算效率显著提高,该反分析方法可为类似工程提供参考,具有工程应用价值。

关键词: 高心墙堆石坝, 参数相关性, 参数反分析, 响应面法

Abstract: In addition to the error influence of soil constitutive model, the material parameters reasonable or not are also one of the key factors affecting the prediction accuracy in stress and deformation control numerical simulation of high core rockfill dam. The traditional parameter back analysis methods do not consider the influence of correlation between material parameters which exist problems of parameter values may not match with the actual material properties; complicated geological conditions and many back analysis parameters make high computational burden. Therefore, according to Duncan-Chang E-B model parameters, through statistical analysis of a large number of experimental data, the calculation results show that the shear strength parameters △φ and φ, tangent modulus coefficient Ke and bulk modulus coefficient Kb, tangent modulus index n and m are significantly related by regression equations; then the basic model parameters φ, Rf, Ke and n are determined for back analysis. The response surface equation of basic back analysis parameters and calculated displacement values is established; and then the parameters optimum solution is obtained by using improved genetic algorithm and the known parameter regression equations. The Duncan-Chang model parameters are calculated by the combination of Pubugou Gravel Soil Core Rockfill Dam. The results show that the calculating parameters are more in line with the real characteristics of materials if considering the parameters correlation; the number of back analysis parameters decreases by 7, which can effectively improve the calculation efficiency; this method can be used as a reference for similar projects and has significant engineering application value.

Key words: high core rockfill dam, parameters correlation, parameters back analysis, response surface method

中图分类号: 

  • TV311

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