2010年_基于统计模型的白石水库坝顶位移分析(韩卫许小华)

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1、基于统计模型的白石水库坝顶位移分析韩卫，许小华辽宁省白石水库管理局，朝阳122000摘要：利用统计模型原理，对白石水库大坝坝顶水平位移和垂直位移进行解析计算，定量分析了影响坝顶位移的主要因素及影响程度，并根据分析成果，对今后大坝安全监测的工作重点给出了建议。关键词：白石水库；坝顶位移；统计模型；分析。1工程概况白石水库位于辽宁省北票市上园镇附近的大凌河干流上，总库容16.45亿m3，是干流上唯一的大（I）型控制性骨干工程。大坝为混凝土重力坝，部分采用RCD碾压混凝土技术。最大坝高49.3m，坝顶长513m，分为32个坝段。水库1996年9月正式开工，1999年9月下闸蓄水。用于坝顶变形监测的

2、真空激光准直系统于2001年1月调试完成，由激光发射端设备、接收端设备、测点设备、真空管道和抽真空设备等组成，在1#～30#坝段坝顶上游侧中部，各设置1个测点，共计30个。2统计模型的基本原理根据实测资料可定性地分析本段各监测量的变化规律，为进一步分析影响监测量的主要因素及影响程度大小，需根据原因量（如库水位、温度等）与效应量（如变形、渗流等）的之间的关系建立数学模型，对影响监测量变形的各因素进行解析计算，解释其变形规律，预测监测量今后的变化值及趋势。根据历史实测资料分析，坝内任一监测量变化的统计模型表达式可表示为：式中：为水压分量；为温度分量；为时效分量；为常数项；为剩余标准差。（1）水压

3、分量上游水压分量主要是由水荷载引起的，水荷载包括：水重、水平静水压力等，它们均是水位的函数。上游水压分量与呈非线性关系，可写成通式如下：式中：、分别为回归系数，为上游水位或上游水深，为水位幂次因子，本次计算取=4。（2）温度分量由于混凝土材料变形及基岩裂隙的展开与闭合基本上是呈周期性变化，采用正弦波周期函数作为温度因子，温度分量如下：ofwork,relationships,needandpossibility,putqualityfirst."Improvestructure",referspartycarefully".Isamustadheretotheindividualabsorp

4、tionTheprincipleofthedevelopmentofamatureone,andstrictlyperformintheadmissionprocedure,topreventthePartymember式中：、分别为温度因子回归系数；为温度函数及周期函数，计算中温度因子S为观测日期前不同时段的气温平均值，本次气温S的选取分别为当天值、前15天、前30天、前60天、前90天值。（3）时效分量时效分量是监测量形变的一个重要因素，是分析大坝变形关心的首要问题之一。时效变形的一般规律是蓄水初期或某一工程措施初期变化较快，然后随时间而逐渐趋于平稳，但也会出现随时间变化而增大，应根据坝

5、体实际情况认真分析。时效分量表达式为：式中：C0、Ck分别为时效分量的回归系数，t为从起测日开始的天数。引起时效形变的原因较复杂，它的产生可能与大坝混凝土徐变、塑性变形、裂缝变形、基岩徐变，以及外界条件的影响等诸多因素有关，本次计算时效函数选用：线性函数、对数函数。3坝顶监测资料分析本文资料分析时段为2001年1月至2007年7月。3.1库水位白石水库为多年调节水库，库水位变化较为平缓，多年在107.0～118.52m左右之间变化，最高水位118.52m出现在2006年4月10日，远未达到正常高水位127.0m；多年库水位变幅为11.52m，各年度库水位变幅较小，在3.18m～6.72m之间

6、变化，多年平均库水位为114.72m。3.2日常平均气温白石水库地处寒冷地区，坝址多年平均气温6.8℃，每年7、8月温度较高，月平均最高气温分别为22.3℃，21.6℃；每年12月、次年1、2月温度最低，月平均最低气温分别为-16.7℃、-20.9℃。3.3坝顶水平位移监测成果本文选取6#、16#、28#坝段为典型坝段，对坝顶水平位移观测成果进行统计计算，在显著水平α=0.05下，统计模型见表1，解析成果见表2。表1坝顶激光准直测点水平位移统计模型成果表测点数学模型相关系数R标准差S(mm)样本数量JD06-XY=-4.292171+0.06612t+4.37333E-05H3-0.0505

7、3T1-0.08688T15-0.1133764T60.96880.8283222JD16-XY=-0.89904+0.16585t-1.2608Ln(t+1)-0.08259T1-0.1885414T150.89001.849216JD28-XY=-2.872177-0.06244t+2.46988Ln(t)+2.696677E-05H3-0.0295195T1+0.033579T15-0.046973T6