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基于区间数群决策的土石坝施工期度汛方案风险评价 被引量：1
1
作者 关莉莉 衣建妮 +3 位作者 李巍 李松涛 张雪婧 段舒予 《人民黄河》 北大核心 2025年第4期152-156,共5页
土石坝施工期抵御洪水能力不足,度汛方案的选择直接影响工程的安全风险与成本,但针对土石坝施工期度汛方案的安全风险与成本协同控制的研究相对缺乏。同时,多目标协同控制中评价指标涉及多个专业领域,单一专家对各个评价指标的把握程度... 土石坝施工期抵御洪水能力不足,度汛方案的选择直接影响工程的安全风险与成本,但针对土石坝施工期度汛方案的安全风险与成本协同控制的研究相对缺乏。同时,多目标协同控制中评价指标涉及多个专业领域,单一专家对各个评价指标的把握程度不同,难以准确赋值。因此,采用多位专家以区间数形式对评价指标赋值,通过最小化专家赋值之间的距离构建专家群体意见协商模型,将多位专家区间数赋值转化为综合所有专家意见的一个实数,建立土石坝施工期度汛方案的安全风险与成本评价模型。以前坪水库为例,对7种度汛方案进行综合评价,指导了前坪水库施工,实现了安全风险与成本协同控制。 展开更多
关键词 风险评价 施工期 土石坝 区间数 群决策
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蚁巢赋存及库水位升降下土石坝水力破坏机理研究
2
作者 雷宏军 武炀 +5 位作者 吕正勋 潘红卫 何芳婵 蔡勤学 屈章彬 严军 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第5期183-201,共19页
【目的】白蚁在土石坝内筑巢严重损害了坝体的结构完整性,其复杂的巢穴结构能够显著改变坝体内部的渗流特性和应力分布。然而,目前库水位升降下坝体不同部位受到蚁巢影响的具体程度,尚缺乏明确的认识。【方法】以白龟山水库顺河坝为研... 【目的】白蚁在土石坝内筑巢严重损害了坝体的结构完整性,其复杂的巢穴结构能够显著改变坝体内部的渗流特性和应力分布。然而,目前库水位升降下坝体不同部位受到蚁巢影响的具体程度,尚缺乏明确的认识。【方法】以白龟山水库顺河坝为研究对象,建立有限元模型,选取坝体上下游布置六个监测点,分析不同蚁巢赋存及库水位升降下土石坝内部结构渗流特征、应力变形及稳定性变化规律。【结果】结果表明:(1)在设计洪水位下,蚁巢系统对坝体的渗流和稳定性具有显著影响,这种影响与迎水坡水位和蚁道通风口的位置密切相关,而与蚁巢本身的位置和尺寸关系相对较小。(2)蚁道的存在造成坝体内部形成渗流通道,使水流能够迅速通过坝体,导致坝体浸润线升高,从而使坝体基质吸力降低,同时蚁道直径的增加会导致浸润线下降速度变缓,增加了渗透破坏的风险。(3)蚁巢赋存下坝体孔隙水压力在高水位时增速与峰值均高于无蚁巢情景,并对水位变化呈现出高敏感性。(4)在位移场方面,蚁巢系统主要影响坝体蚁巢系统以上的区域,并随着库水位的升降变形幅度增大或减少。此外蚁巢规模越大,位移幅度也越大。(5)蚁巢系统的存在削弱了坝体整体稳定性,导致坝体安全系数降低。相较于蚁巢的位置和尺寸,水位升降速率对坝体安全系数的影响更为显著。【结论】有限元分析可以有效了解蚁巢系统对土石坝不同部位的水力破坏程度,揭示库水位升降速率和蚁巢规模对土石坝的水力破坏机理,快速评估土石坝的安全状况,为土石坝白蚁危害安全评价提供支撑。 展开更多
关键词 蚁巢分布 水力破坏 数值模拟 孔压分布 稳定性系数 土石坝
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地震作用下土石坝单元失效概率研究
3
作者 李泽 陆志明 +2 位作者 张小艳 彭普 郭兴 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期134-143,共10页
土石坝的失稳与众多随机参数相关,传统的稳定性分析方法通常忽略了库水位、土体抗剪强度和地震的随机性对土石坝的影响。为了全面分析土石坝的失效概率和破坏模式,以某抽水蓄能电站土石坝为对象,结合拟静力法、塑性极限分析法、有限元... 土石坝的失稳与众多随机参数相关,传统的稳定性分析方法通常忽略了库水位、土体抗剪强度和地震的随机性对土石坝的影响。为了全面分析土石坝的失效概率和破坏模式,以某抽水蓄能电站土石坝为对象,结合拟静力法、塑性极限分析法、有限元离散思想、随机规划理论和蒙特卡洛模拟法,提出了一种考虑土体抗剪强度参数变异性的土石坝可靠度分析新算法。基于单元失效概率理论,计算了坝体不同部位的失效概率,从而全面评估土石坝的可靠度。结果表明:对坝坡下游进行抗滑桩支护后,在正常蓄水位和地震工况下的土石坝失效概率分别降低了1.90%和17.56%,表明抗滑桩在地震作用下具有明显的加固效果;相较于传统方法(有限单元法和毕肖普法),新算法计算得到的安全系数平均相对误差仅为3.32%,且计算效率提高了98.31%,表明该算法能够精确、高效地预测土石坝的失效概率和失效区域,为工程设计和安全评估提供了可靠的工具。 展开更多
关键词 土石坝 稳定性分析 单元失效概率 地震作用 拟静力法 蒙特卡洛模拟法
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基于CTGAN数据增强的土石坝溃坝峰值流量预测
4
作者 李炎隆 田智雯 +2 位作者 张野 邱文 王婷 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第3期70-76,共7页
为准确预测土石坝溃坝峰值流量,建立了包含156个土石坝溃坝案例的数据库,并基于溃坝过程和相关性分析,选取坝型、溃坝模式、溃口以上水深和溃口以上库容为预测洪峰流量的控制变量。由于数据量有限且溃坝数据难以获取,使用条件表格生成... 为准确预测土石坝溃坝峰值流量,建立了包含156个土石坝溃坝案例的数据库,并基于溃坝过程和相关性分析,选取坝型、溃坝模式、溃口以上水深和溃口以上库容为预测洪峰流量的控制变量。由于数据量有限且溃坝数据难以获取,使用条件表格生成对抗网络(CTGAN)增强土石坝溃坝数据,以增加样本多样性,丰富模型训练信息,并提高泛化能力。基于增强数据,采用CatBoost算法构建溃坝峰值流量预测模型。结果表明,基于增强数据建立的模型预测精度更高,拟合系数达0.93,展现出卓越的预测性能。结合可解释机器学习(SHAP)模型分析发现溃口以上库容对峰值流量的影响最为显著,溃口以上水位次之。 展开更多
关键词 土石坝 峰值流量 CTGAN 数据增强 CatBoost SHAP
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基于时序InSAR监测的土石坝沉降变形态势聚类分析
5
作者 李子阳 王文 +2 位作者 娄本星 李强 李涵曼 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第3期85-94,共10页
借助时序InSAR技术对土石坝表面变形进行全覆盖监测,可弥补传统地面单测点监测的不足。针对时序InSAR所获得的海量监测数据分析困难,提出了土石坝表面变形态势的聚类分析和异常变形区域识别方法。首先依据InSAR监测数据所表征的大坝表... 借助时序InSAR技术对土石坝表面变形进行全覆盖监测,可弥补传统地面单测点监测的不足。针对时序InSAR所获得的海量监测数据分析困难,提出了土石坝表面变形态势的聚类分析和异常变形区域识别方法。首先依据InSAR监测数据所表征的大坝表面变形规律,采用层次聚类算法对坝体表面进行分区;再利用云模型的逆向云发生器将InSAR相干点的变形序列转化为云参数,概化各分区的变形特征;最后借助局部异常因子量化分区内各相干点的异常程度,以识别出异常变形区域。工程实例表明,所提出的聚类分析方法可对海量InSAR监测数据进行高效分析,能够有效识别土石坝异常变形区域,提升了时序InSAR监测技术应用于大坝变形态势分析能力。 展开更多
关键词 InSAR监测 土石坝沉降 聚类分析 变形态势
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综合物探信息融合技术在土石坝渗漏隐患探测中的应用
6
作者 徐力群 何英铭 +3 位作者 李东泽 张国琛 马泽锴 沈振中 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第3期86-92,共7页
为解决单一物探技术无法精准定位土石坝局部渗漏问题,结合面波法和高密度电法探测技术,将不同源原始探测数据转化为电阻率,提出了采用主成分分析法的综合物探信息融合技术,开展了预设3处渗漏隐患通道的均质土石坝物理模型试验,对比分析... 为解决单一物探技术无法精准定位土石坝局部渗漏问题,结合面波法和高密度电法探测技术,将不同源原始探测数据转化为电阻率,提出了采用主成分分析法的综合物探信息融合技术,开展了预设3处渗漏隐患通道的均质土石坝物理模型试验,对比分析两种单一物探技术与综合物探信息融合技术的渗漏通道定位区域,论证了综合物探技术的渗漏隐患定位的精准性,并给出了渗漏隐患区域的判别标准。将综合物探信息融合技术应用于某存在渗漏问题的土石坝工程,结果表明该技术具有无损探测、高效便捷、结果明显等优点,可实现渗漏隐患位置的精准定位。 展开更多
关键词 土石坝 渗漏探测 综合物探技术 信息融合 电阻率 主成分分析法
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土石坝溃决生命损失评估模型对比研究
7
作者 王琳 晁星怡 +1 位作者 韩方波 何小亮 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第3期145-157,共13页
土石坝溃决生命损失评估对于溃决事件应急处置极为重要。文中选取了数理统计、动态分析及物元对比共三类12种本领域现阶段具有代表性的生命损失评估模型,针对三类模型均未考虑人为、地理和经济发展与科学技术水平三类影响因素的特点,选... 土石坝溃决生命损失评估对于溃决事件应急处置极为重要。文中选取了数理统计、动态分析及物元对比共三类12种本领域现阶段具有代表性的生命损失评估模型,针对三类模型均未考虑人为、地理和经济发展与科学技术水平三类影响因素的特点,选取我国三大地区代表性溃坝案例,进行生命损失评估,明晰了各类模型的适用性以及模型的地区差异性,实现了模型的精确性检验,揭示了不同地区溃决生命损失评估结果的作用规律,并提出减小模型计算误差的建议。研究结果表明:目前土石坝溃决生命损失评估模型主要考虑了风险人口、警报时间、溃决洪水严重程度以及风险人口对溃决洪水严重性的理解程度四项主要因素,尚未考虑人为、地理和经济发展与科学技术水平三类影响因素。针对同一类型的3个地区生命损失开展评估时,土石坝溃决损失模型的构建亟需考虑不同地区人为、地理和经济发展与科学技术水平三类因素。在动态分析类模型中,ASSAF、HUANG和赵一梦3种模型均可推荐,这几种模型均侧重风险人口自身在溃决事件发生时所产生的不确定因素的影响,分别考虑了应急预案、救援能力、建筑物抗冲性能、建筑与交通等因素。王志军模型并未考虑与坝址距离、下游坡降、地形等地理因素,评估结果整体上偏安全。应用生命损失评估模型时,需全面梳理已产生损失数据的溃决案例,宝贵的第一手数据对深入研究和验证评估溃决损失评估模型至关重要。 展开更多
关键词 土石坝 生命损失 数理统计模型 物元对比模型 动态分析模型
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堤坝水泥土桩防渗墙渗透系数的概率分布类型研究
8
作者 何金文 张诗瑶 +1 位作者 潘春玲 胡世燃 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期36-42,共7页
在堤坝渗流破坏的风险评价和可靠度分析中,确定渗透系数的概率分布类型非常必要.基于15座堤防和土石坝水泥土桩防渗墙渗透系数的检测数据,根据K-S检验判别可通过的概率分布类型、误差平方和最小识别最优概率分布类型、Bootstrap方法模拟... 在堤坝渗流破坏的风险评价和可靠度分析中,确定渗透系数的概率分布类型非常必要.基于15座堤防和土石坝水泥土桩防渗墙渗透系数的检测数据,根据K-S检验判别可通过的概率分布类型、误差平方和最小识别最优概率分布类型、Bootstrap方法模拟K-S检验及最优概率分布类型识别结果的统计不确定性.结果显示:2座水库根据K-S检验最大偏差最小与根据误差平方和最小确定的水泥土桩渗透系数最优概率分布类型不一致;15个工程中威布尔分布被识别为水泥土桩渗透系数最优概率分布类型的有14个,对数正态最优仅1个;水泥土桩渗透系数的概率分布类型取对数正态与威布尔分布的累积分布函数差值随变异系数的增大而增大,变异系数为0.75时最大差值达0.088.当备选概型为截尾正态、对数正态、截尾极值Ⅰ型和威布尔分布时,堤坝水泥土桩防渗墙渗透系数的优势最优概型为威布尔分布.研究结果可为堤坝水泥土桩防渗工程的渗流破坏可靠度计算提供概率分布类型. 展开更多
关键词 堤防 土石坝 水泥土桩 渗透系数 概率分布类型 统计不确定性
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基于FFA-GRNN模型的土石坝溃坝洪峰流量预测
9
作者 严新军 王雪虎 +3 位作者 赵蕊婷 庄培源 王红徐 马俊玲 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第3期99-106,共8页
为提高溃坝洪峰流量预测精度,提出了一种基于GRNN的预测模型,结合耳廓狐优化算法FFA进行超参数优化,实现对溃坝洪峰流量的预测。以国内外堤坝溃决数据库为基础,用溃口底部以上库容、溃口底部以上水深和溃口深度3种因子作为输入变量,构建... 为提高溃坝洪峰流量预测精度,提出了一种基于GRNN的预测模型,结合耳廓狐优化算法FFA进行超参数优化,实现对溃坝洪峰流量的预测。以国内外堤坝溃决数据库为基础,用溃口底部以上库容、溃口底部以上水深和溃口深度3种因子作为输入变量,构建FFA-GRNN溃坝洪峰流量预测模型。为验证模型在溃坝洪峰流量预测精确度和拟合度,与其他4种智能算法进行对比。结果表明:提出的FFA-GRNN模型相较于其他模型具有更低的RMSE、MAE和更高的拟合度R^(2),证明所建模型在整体上具有更好的计算精度与拟合效果。通过分析模型在溃坝洪峰流量预测中的适用性,可为溃坝分析提供技术支撑。 展开更多
关键词 溃坝 洪峰流量 土石坝 耳廓狐算法 广义回归神经网络
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土石坝高喷桩防渗墙抗压强度与渗透系数相关性及分布模型研究
10
作者 何金文 张诗瑶 +1 位作者 胡世燃 潘春玲 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期193-200,共8页
防渗墙的抗压强度与渗透系数之间的相关性及其分布模型是影响土石坝防渗墙强度及大坝渗透可靠性的关键因素。收集了9座土石坝高喷桩防渗墙检测数据,采用AIC准则识别抗压强度与渗透系数的最优边缘分布类型与构造相关联合分布模型的最优Co... 防渗墙的抗压强度与渗透系数之间的相关性及其分布模型是影响土石坝防渗墙强度及大坝渗透可靠性的关键因素。收集了9座土石坝高喷桩防渗墙检测数据,采用AIC准则识别抗压强度与渗透系数的最优边缘分布类型与构造相关联合分布模型的最优Copula函数,Bootstrap方法模拟识别结果的统计不确定性。结果表明:抗压强度和渗透系数之间存在显著负相关性、主要服从威布尔分布,构造两参数相关非正态联合分布的最优Copula函数为Frank Copula,识别结果差异主要来源于防渗墙施工质量导致的频率分布差异。研究结果可为土石坝高喷桩防渗墙强度可靠度与坝体/坝基渗透稳定可靠度分析提供简单、有效的分布模型。 展开更多
关键词 土石坝 高喷桩防渗墙 联合分布模型 抗压强度 渗透系数 COPULA
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溃坝扩散模型(DB-D)在堤坝溃决分析中的应用
11
作者 巨江 兰志良 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期345-353,364,共10页
现有的溃坝洪水分析模型理论与方法存在诸多缺陷,导致计算结果与实测资料相差甚远,而基于河流动力学原理的溃坝扩散模型理论严谨、计算简捷高效、成果合理。本文应用溃坝扩散模型(DB-D)分析小岗剑上堰塞湖溃决过程以及初始溃口宽度、深... 现有的溃坝洪水分析模型理论与方法存在诸多缺陷,导致计算结果与实测资料相差甚远,而基于河流动力学原理的溃坝扩散模型理论严谨、计算简捷高效、成果合理。本文应用溃坝扩散模型(DB-D)分析小岗剑上堰塞湖溃决过程以及初始溃口宽度、深度对泄流特性的影响;模拟了洞庭湖溃堤溃口侵蚀下切过程、溃口展宽过程以及溃口流量、流速、水深变化过程线等;以某两座大型堆石坝连溃为例,得到的上下库溃口流量、流速过程线、库水位降落与溃口高程下切过程线、溃口展宽过程线等与实测资料吻合良好,溃口纵剖面、横断面形状变化合理。研究给出应用溃坝扩散模型进行堰塞湖、防洪堤、堆石坝溃决分析时冲刷参数A和展宽系数k的选取方法,为同类工程的防洪抢险应用提供了参考。 展开更多
关键词 溃坝 扩散模型 土石坝 堰塞湖 防洪堤
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基于改进YOLOv8s的土石坝表面人员与渗漏识别方法 被引量：1
12
作者 王勃渊 康飞 +2 位作者 梁学文 吴卫熊 朱思思 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期213-218,共6页
针对小型土石坝的异常人员和渗漏安全检测效率低、成本高的问题,提出了一种创新的智能巡检方法。该方法基于无人机图像和深度学习目标检测技术,改进了YOLOv8s网络结构,引入细粒度卷积和新型MPDIoU损失函数,细粒度卷积能够捕捉到更丰富... 针对小型土石坝的异常人员和渗漏安全检测效率低、成本高的问题,提出了一种创新的智能巡检方法。该方法基于无人机图像和深度学习目标检测技术,改进了YOLOv8s网络结构,引入细粒度卷积和新型MPDIoU损失函数,细粒度卷积能够捕捉到更丰富的图像细节,而新型的MPDIoU损失函数则有助于提高模型的定位精度。在自制的大坝异常人员和渗漏数据集上进行了实验,实验结果表明,所提出的智能识别算法在人员与渗漏的综合识别能力上具有显著优势,提高了对土石坝工程库区入侵人员和大坝渗漏的检测准确度,并能适应不同环境下的实际应用需求。 展开更多
关键词 大坝安全监测 无人机 深度学习 YOLOv8 土石坝
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土石坝隐蔽病害跨孔雷达探测实验系统设计
13
作者 唐玉 康飞 +3 位作者 宿晓辉 张建涛 姚遥 方天星 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第1期60-63,共4页
为满足土木水利学科前沿实验教学的需求,并促进学科交叉和科教融合,设计了一种基于跨孔雷达探测土石坝隐蔽病害的实验系统。该系统由大模型箱、病害模型箱以及步进频率雷达系统组成。大模型箱尺寸为2.5 m×1.5 m×1.4 m,内部填... 为满足土木水利学科前沿实验教学的需求,并促进学科交叉和科教融合,设计了一种基于跨孔雷达探测土石坝隐蔽病害的实验系统。该系统由大模型箱、病害模型箱以及步进频率雷达系统组成。大模型箱尺寸为2.5 m×1.5 m×1.4 m,内部填充具有一定颗粒级配的石英砂,用以模拟土石混合介质;病害模型箱放置在大模型箱中,包括方形截面和圆形截面2种。其中方形箱的尺寸为250 mm×250 mm×15 mm,用以模拟空洞和不密实工况;圆形模型箱由3个直径分别为110 mm、250 mm、400 mm的同心圆柱组成,其底部连接排水管,用以模拟渗漏工况。步进频率雷达系统由网络分析仪通过同轴电缆连接收发天线进行数据采集,并通过控制主机储存和显示数据。实验教学表明,该系统能够准确探测出土石坝内部隐蔽病害的位置和尺寸,展现出较强的学科前沿性,并有助于培养学生的创新思维和科研能力。 展开更多
关键词 实验系统 土石坝 隐蔽病害 跨孔雷达
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近断层地震动作用下高土石坝随机动力分析研究
14
作者 李思瀚 庞锐 +1 位作者 周扬 徐斌 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期919-930,共12页
采用台湾集集近断层脉冲型地震动记录,建立随机脉冲型地震动模型,对古水250 m级实际工程面板坝进行有限元分析,并利用直接概率积分法对高土石坝的坝顶位移和坝坡滑移量进行随机动力分析及可靠度分析。研究表明,脉冲型地震动对高土石坝... 采用台湾集集近断层脉冲型地震动记录,建立随机脉冲型地震动模型,对古水250 m级实际工程面板坝进行有限元分析,并利用直接概率积分法对高土石坝的坝顶位移和坝坡滑移量进行随机动力分析及可靠度分析。研究表明,脉冲型地震动对高土石坝的竖向变形以及坝坡稳定有显著影响。研究了近断层高地震风险情况下的高土石坝,综合评价了高土石坝的地震安全性和抗震能力。 展开更多
关键词 随机振动 近断层脉冲型地震动 高土石坝 直接概率积分法 动力可靠度分析
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基于注意力机制的CNN-LSTM土石坝渗流量预测模型
15
作者 李诗婉 袁明道 +1 位作者 徐云乾 张舒 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期9102-9108,共7页
渗流分析是大坝安全与稳定的重点研究内容,通过构建高精度的土石坝渗流量预测模型对于大坝灾害风险管控具有重要意义。为了进一步提高土石坝渗流预测能力,提出了一种结合长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)、卷积神经网络... 渗流分析是大坝安全与稳定的重点研究内容,通过构建高精度的土石坝渗流量预测模型对于大坝灾害风险管控具有重要意义。为了进一步提高土石坝渗流预测能力,提出了一种结合长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)、卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和注意力机制(attention mechanism,Attention)的预测模型。该模型首先利用CNN挖掘数据的深层特征,然后通过LSTM提取渗流量监测数据的时间序列特征,最后将注意力机制添加到池化层和全连接层中,确定不同时间特征的重要性并分配权重。通过工程实例应用分析,与CNN、LSTM、CNN-LSTM模型相比,CNN-LSTM-Attention模型预测效果更好,其可决系数R2高达0.98以上,并且能够同时捕捉到渗流量数据的空间特征和时序依赖性,在土石坝渗流量预测中表现出了较强的可靠性与稳定性。 展开更多
关键词 土石坝 渗流量 CNN-LSTM 注意力机制 预测
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乏数据条件下土石坝安全监测数据的插补
16
作者 赵瑞桥 李登华 石北啸 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第2期144-152,共9页
水库大坝安全监测资料应及时整编分析,以便通过监测资料及时了解大坝性状,并为大坝总体安全评价提供基本资料。传统的大坝缺失数据补全方法依赖于完整的前置数据和经验基函数,这对数据缺乏的中小型土石坝效果不佳。利用经验模态分解算... 水库大坝安全监测资料应及时整编分析,以便通过监测资料及时了解大坝性状,并为大坝总体安全评价提供基本资料。传统的大坝缺失数据补全方法依赖于完整的前置数据和经验基函数,这对数据缺乏的中小型土石坝效果不佳。利用经验模态分解算法分析缺失测点和同源测点数据,可从较少的数据中提取有效信息。针对不同复杂度下分解得到的分量不统一问题,利用动态时间调整算法进行聚类整合。最后对聚类数据集分别建立基于门控循环单元的预测模型,构建乏数据下历史监测数据EMD-GRU填补算法。基于实际工程监测数据对该算法和传统算法进行对比发现,均方误差降低至0.6以下,在乏数据的背景下该算法比传统模型有更好的稳定性和泛化性。 展开更多
关键词 土石坝 安全监测 数据填补 乏数据
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基于优化的EMD-LSTM的土石坝沉降预测模型研究
17
作者 李宗淇 姚成林 赵文波 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期272-281,共10页
针对土石坝沉降预测模型中回归模型易受多重共线性影响,神经网络模型存在过拟合、局部极值陷阱以及超参数难以确定等问题,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和长短期记忆神经网络(LSTM)的优化模型。首先,通过EMD对全球导航卫星系统(GNSS... 针对土石坝沉降预测模型中回归模型易受多重共线性影响,神经网络模型存在过拟合、局部极值陷阱以及超参数难以确定等问题,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和长短期记忆神经网络(LSTM)的优化模型。首先,通过EMD对全球导航卫星系统(GNSS)测点的时间序列数据进行多尺度分解,提取趋势和周期成分。然后,利用主成分分析(PCA)筛选关键影响因子,减少数据维度,提高模型的泛化能力。最后,采用LSTM构建时间序列模型,并通过鲸鱼优化算法(WOA)优化LSTM的超参数,以提升模型的预测精度和收敛速度。实验结果表明,该模型在土石坝沉降预测中具有显著的优势,均方误差(MSE)为7.070 1,平均绝对误差(MAE)为1.885 9,拟合优度(R2)为99.83%。与传统方法相比,该模型在降噪、特征捕捉和超参数优化等方面均有明显提升,可为土石坝沉降提供可靠的预测方案。 展开更多
关键词 土石坝 沉降预测 模型 经验模态分解(EMD) 长短期记忆神经网络(LSTM)
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土石坝渗流预测的BiTCN-Attention-LSSVM模型研究
18
作者 傅蜀燕 杨石勇 +2 位作者 陈德辉 王子轩 欧斌 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期118-128,共11页
为了克服常规机器学习模型在处理时序数据时难以有效捕捉长期依赖关系和局部重要性的局限,提出了一种基于双向时序卷积神经网络(BiTCN)、注意力机制(Attention)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的土石坝渗流预测耦合模型。该模型利用BiTCN... 为了克服常规机器学习模型在处理时序数据时难以有效捕捉长期依赖关系和局部重要性的局限,提出了一种基于双向时序卷积神经网络(BiTCN)、注意力机制(Attention)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的土石坝渗流预测耦合模型。该模型利用BiTCN从前、后两个方向捕获时序数据中的长期依赖关系,引入Attention机制帮助模型专注于与预测相关的关键局部特征,并将BiTCN-Attention深度处理后的特征输入LSSVM模型中进行预测,最后以2个不同的数据集分析了模型的预测效果。案例分析表明:与LSSVM、CNN-LSSVM和TCN-LSSVM相比,BiTCN-Attention-LSSVM模型预测的各项评价指标均为最优,在土石坝测压管水位预测中展现出更高的模型精度和稳定性;BiTCN与Attention的相互结合能够更好地提取时序数据中的相互依赖关系,将BiTCN-Attention提取的特征输入LSSVM中进行预测可获得良好的预测性能,数据集扩充处理后有效提高了模型的学习能力。 展开更多
关键词 土石坝测压管水位 渗流预测 双向时序卷积神经网络 注意力机制 最小二乘支持向量机
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基于小样本检测的土石坝料压实均匀性快速评估
19
作者 王友乐 缪正建 +2 位作者 丁长栋 王峰 张超 《人民长江》 北大核心 2025年第7期156-162,共7页
压实均匀性评估是防止土石坝出现工后不均匀沉降的主要手段,而压实质量的全断面估计可为压实均匀性评估提供必要的数据基础。在现行规范下,为解决样本容量限制给压实质量全断面估计与均匀性评估带来的偏差,提出了基于小样本检测的土石... 压实均匀性评估是防止土石坝出现工后不均匀沉降的主要手段,而压实质量的全断面估计可为压实均匀性评估提供必要的数据基础。在现行规范下,为解决样本容量限制给压实质量全断面估计与均匀性评估带来的偏差,提出了基于小样本检测的土石坝料压实均匀性快速评估方法:首先利用克里金插值法(KRG)生成压实质量分布云图,实现土石坝料压实质量的全断面估计;然后基于该分布云图对不合格薄弱区的空间聚集特征进行分析;在此基础上,考虑多源信息冲突解决机制,构建了基于D-S证据理论的压实均匀性综合评价模型。实例应用表明:该评估方法的交叉验证误差在可控范围内;经多源信息融合后,模型可有效识别不合格薄弱区的空间聚集状态,实现压实均匀性快速评估,从而为指导施工补碾提供依据。 展开更多
关键词 压实均匀性 土石坝 小样本 空间插值 空间聚集分析 D-S证据理论 万花溪水库
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基于渗流分形模型的土石坝宽级配砾质土渗流特性研究
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作者 曹昕 江超 欧阳辉 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期77-83,共7页
针对土石坝宽级配土渗流特性难以准确获取的问题,通过对土体骨架-孔隙-细粒土结构进行细观模拟,引入最大单粒孔隙骨料架空判据,提出土体渗流分形模型,计算土石坝宽级配砾质土渗透系数,通过与试验结果对比分析,验证了渗流分形模型的合理... 针对土石坝宽级配土渗流特性难以准确获取的问题,通过对土体骨架-孔隙-细粒土结构进行细观模拟,引入最大单粒孔隙骨料架空判据,提出土体渗流分形模型,计算土石坝宽级配砾质土渗透系数,通过与试验结果对比分析,验证了渗流分形模型的合理性。通过影响因素分析,研究孔隙率、含砾率、颗粒不规则度对渗透系数的影响,分析结果表明,孔隙率是影响渗透系数的直接因素,含砾率和颗粒不规则度增加以改变孔隙率和孔隙分布均匀程度的方式影响渗透系数。基于工程实例,证明渗流分形模型分析结果符合工程实际。根据研究成果对土石坝宽级配砾质土填筑质量控制给出建议。 展开更多
关键词 土石坝 宽级配土 渗流分形模型 土石细观结构 填筑质量控制
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