Page 13 - 水库安全运行管理理论与模式研究
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第一章 水工建筑物风险监控与安全评价
第一章 水工建筑物风险监控与安全评价
第一节 混凝土坝风险监控与安全评价
一、混凝土坝风险监控
混凝土坝由于复杂的工作条件，导致影响其性态的因素较多，如水文、气象、
地质和施工环境等。目前对混凝土坝性态进行安全诊断的方法大多是建立在单项
监测效应量（变形、渗流、应力应变等）监测资料的基础上，通过运用数学方法
建立监控模型从而对大坝各单测点效应量的安全状况进行分析研究。大坝安全监
控常规的模型有统计模型、确定性模型和混合模型，统计模型主要对水压分量、
温度分量以及时效分量选取合适的数学表达式，运用回归分析方法建立各效应量
与自变量之间的数学关系，以此对影响坝体效应量的自变量因子进行分析并对效
应量未来变化趋势进行预报，目前在大坝安全监控中应用较为广泛。
（一）混凝土坝安全监控统计模型
1. 凝土坝变形监控统计模型
大坝任意一点的位移矢量 δ 是在水压力、扬压力、泥沙压力和温度等荷载共
同作用下产生的，可以将其分解为水平位移 δ ，侧向位移 δ ，和竖直位移 δ 。例如，
X
y
z
将其按成因分类，位移可分成三部分，即水压分量 δ 、温度分量 δ 以及时效分
H
T
量 δ 。
θ
（1）水压分量 δ 因子选择
H
在水压力的作用下，大坝任意一观测点产生的水平位移 δ 由三部分组成：
X
坝体由于库水压力作用而产生的变形位移 δ ，地基由于地基面上的内力引起的
1H
变形位移 δ 以及地基面由于库水作用引起的转动位移 δ 。河海大学的专家们研
2H
3H
究分析认为，混凝土坝任意一点的水压分量产生的位移 δ 可表示为：
H
式中：a i 为水压的回归系数；在重力坝中 m 取值为 3，即代表位移与 h、
_ _
1
