? ? ? ? ?2020年12月8日,中國水力發電工程學會通報了2020年度水力發電科學技術獎獲獎項目。《水電與新能源》副主編周偉教授主持的“高堆石壩全生命周期變形控制與預測關鍵技術及應用” 獲2020年度水力發電科學技術獎一等獎。
高堆石壩全生命周期變形控制與預測關鍵技術及應用
該項目針對300m級高堆石壩壩體變形控制面臨的細觀力學機制不明確、模擬方法不完備和參數取值不準確、變形監測手段落后和變形預測方法效果差等4大挑戰,緊密圍繞變形機理、模擬方法、縮尺效應、監測技術、預測調控等關鍵技術問題,在理論、方法、技術和應用等四個層面開展了系統研究,取得了四個方面的自主創新成果:
(1)在理論層面,搭建筑壩顆粒材料宏細觀力學試驗平臺,并建立了基于多尺度特性的宏細觀力學模型,可識別復雜筑壩顆粒材料細觀結構、并展示高時間分辨率下,顆粒塑性行為的時空演化過程;
(2)在方法層面,提出了堆石體數值模擬新技術和力學參數確定新方法,建立大規模真實堆石顆粒形狀庫,提出了數值試驗和現場試驗相結合的原級配堆石體力學參數確定方法,為高堆石壩材料參數選取提供依據;
(3)在技術層面,研發了分別基于InSAR技術和管道機器人的堆石壩外觀、內觀一體化變形監測新技術,可獲得空天地多視角、多時空分辨率的變形監測信息,為高堆石壩變形控制和預測提供了可靠的全生命周期、多源數據融合的大數據基礎;
(4)在應用層面,創建了基于深度學習和多源數據的堆石壩全生命周期變形智能預測的方法體系,為實際工程項目的順利施工和竣工安全鑒定提供技術支持和科研支撐,有效保障大壩的變形安全。
該項目形成了一整套“宏細觀、多尺度、全周期、智能化”的高堆石壩變形控制與預測系統,研究成果不僅得到了國內外同行的關注和高度評價,還成功應用于水布埡、瀑布溝、猴子巖、江坪河、如美等12座堆石壩,全面支撐了相關工程的設計、建設和運行。該項目成果在國內擬建的高堆石壩和“一帶一路”沿線國家水電建設中具有廣闊的應用前景。