大坝安全监控指标制定与方法浅析

《大坝安全监控指标制定与方法浅析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、大坝安全监控指标制定与方法浅析安全监控指标是大坝安全监控的重要组成部分，本文就是指在为当前的大坝安全监控指标的制定提供一些理论和实践的帮助。关键词：大坝安全监控；指标安全监控指标是大坝安全监控的重要组成部分，在大坝安全监控理论中占有相当重要的地位。这些指标的检测结果不仅可以很快的掌握大坝的安全状况，而且还能给大坝的管理带来相当大的便利。1959年的法国马尔帕塞拱坝的溃决和1964年意大利瓦依昂拱坝的失事后，坝工界加大了对安全监控指标的重视力度。但是现行的安全监控指标拟定的一些方法还存在相当大的不合理性和问题，这就导致了大坝安全监控工作的相当大的困难，给安全评估带

2、来的很多问题。出于这方面的考虑，本文在对现行的大坝安全监控指标拟定的理论及方法进行总结的基础上，概括出当前行之有效的方法，为大坝安全监控做出一点点贡献。1.监控指标的含义、对象选择及意义　　从有关方面的数据我们可以看出，大坝的生命周期包括了这么几个状态：正常、故障和失效三个状态。在失效状态中的一个重要特例就是破坏。失效状态和故障状态有很多的特征和表征，这些特征和表征的界限点为状态特征值，即监控系统中的监控指标。所以，我们通常把大坝安全监控指标分成两个级别：第一级为大坝正常和故障状态之间的界限点即大坝无故障监控指标，又可以叫做警戒值；第二级是大坝是否安全的界限点即

3、大坝极限监控指标，又可以叫做危险值。大坝的安全监控通常有很多的监测项目和测点。但为了能够及时准确的监控大坝的安全，我们应该选取具有代表性和具有控制意义的测点和项目建立监控指标体系。一般我们通过下列监测项目来建立监控指标。　　其一，变形。它反映了坝体坝刚度和整体性的物理力学形态的效应量。大坝的变形和坝体失稳和开裂相当大的联系。因此，在大坝安全的监控中，它是相当重要监测指标。其中上、下游方向的水平位移是大坝变形指标中一种常见的方式。　　其二，坝基扬压力。它反映了施加于坝基影响坝的稳定和应力的一种荷载，反映了坝基渗透性态。这个指标通常与帷幕衰减、坝体失稳有相当大的联系

4、。因此，在大坝安全的监控中，坝基扬压力也是相当重要监测指标。在中、厚度的拱坝和重力坝、大头坝，它的指标监控意义都相当的重要。　　其三，渗流量。它也是反映坝体和坝基稳定、耐久性的一种物理力学性态指标。因此，在大坝安全的监控中，它也是相当重要监测指标。　　其四，应力。它也是反映坝体和坝基强度、稳定可靠相关的一种物理力学性态指标。特别在施工阶段，它是监控大坝安全的主要监测量。　　在实践中，我们通过建立大坝安全监控指标体系后，并检测出来的大坝监测值和建立的安全监控指标进行对照和比较，如果监测值在安全监控指标的范围之内，大坝就是安全的；如果监测值在安全监控指标范围之外，这

5、就说明大坝的安全就可能出现了问题。在这种情况下我们就必须找到其中的原因，拿出切实有效的方法来预防大的问题的出现，确保大坝的安全。从这个意义上来讲，安全监控指标能及时发现大坝的安全问题。2.大坝安全监控的方法分析　　一是置信区间估计法。国内外的大坝安全监控中经常使用这种方法。其原理就是数理统计理论的小概率事件。换句话来说，就是根据历史的观测数据，用有限单元法或统计理论进行统计计算并建立数学模型来监测荷载与效应量之间的关系，并用这些模型计算出各种荷载作用范围内的实测值与监测量的差值，若该差值有1-α的概率落到置信带中，无明显变化，这样就表明大坝运行正常，反之就是不正

6、常。　　二是典型监控效应量的小概率法。按照实测资料中不同坝型和具体情况，选择不利荷载组合的监测效应量或数学模型中的各个荷载分量。在选择小概率法建立安全监控指标的时候，其关键是选取典型监测效应量，应根据各座大坝的实际情况作为依据，选择不利于强度和稳定的荷载组合所对应的监测效应量来作为样本，比如拱坝应该选择水压力、温度、时效等的组合效应，因为这是影响大坝变形的因素。　　三是极限状态法。极性状态法认为大坝每一种失事模式对应于相应的荷载组合失事主要归结为强度稳定和裂缝等形式的破坏其极限方程为其中为不同工作阶段的抗力对强度条件为不同工作阶段的允许拉压应力对稳定条件为不同工

7、作阶段的抗滑力对裂缝为断裂韧度为不同荷载组合下的效应量对强度条件为拉应力和压应力对稳定条件为滑动力对裂缝为应力强度因子根据计算和方法的不同用极限平衡条件估计监控指标的方法可归纳为安全系数法一阶矩极限状态法二阶矩极限状态法。　　四是结构分析法。根据大坝监测规范和安全条例，大坝的安全状态可分为正常状态、异常状态和险情状态三种情况。另外按照大坝的结构性态来划分，可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和失稳破坏阶段三个阶段。这样就使得安全监控指标也可以分为1-3级，拟定这三级的理论和方法分别是粘弹性理论、小变形的粘弹塑性理论和大变形粘弹塑性理论。利用结构分析方法计算监控指标可以模

8、拟一些从来没有遇过的荷载