浅论混凝土拱坝位移监控模型及监控指标研究

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1、长江科学院硕士学位论文混凝土拱坝位移监控模型及监控指标研究姓名：文锋申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李端有20080601摘要混凝土拱坝是一种应用很广泛的坝型，大坝整体性好，但同时结构对温度变化十分敏感，因此拱坝的变形规律和其他类型大坝的变形规律有较大差异。为了监控混凝土拱坝的安全，一般根据实测资料建立各种效应量的监控模型和监控指标，进而监控大坝的运行状态，保证大坝的安全。在各种效应量中，大坝位移能很好地反映大坝的运行状态，同时易于测量，精度高，是很重要的效应量，根据位移实测数据建立的位移监控模型和监控指标，可以较全面的馈控大坝的运行状态。但目前混凝土拱坝位移监控模型主要以

2、单一测点模型为主，同时确定性模型也由于对温度资料要求较高而应用较少，应用时模型中水压分量和温度分量的相互影响往往也没有得到考虑，这些问题影响了位移确定性模型的精度和应用，是混凝土拱坝位移监控模型需要进一步研究的内容。本文根据一些混凝土拱坝的监测现状，提出了在温度监测资料不完整情况下，考虑水压分量和温度分量的相互影响，建立起具有一定精度的拱坝一维多测点位移监控确定性模型，同时建立起一维的监控指标方程，其方法对于混凝土拱坝具有普适性。对于混凝土拱坝，建立起的位移统计学模型外延性较确定性模型差，但是建立确定性模型又面临坝体内温度资料不完整的问题，同时由于位移温度分量在总位移中占有较大比重，

3、因此如何确定温度分量是十分重要的，本文在只有气温和少量坝体温度计条件下，利用气温得到大坝的全部温度边界，再用有限元法分析坝体的温度场和位移场，类比位移水压分量系数的确定方法确定位移温度分量系数，建立起混凝土拱坝的位移确定性模型。在确定混凝土拱坝温度边界时，上游的水温边界一般按混凝土拱坝规范推荐公式用气温估算，该公式假设水位固定在正常蓄水位，没有考虑实际库水位的变化，在有限元分析中忽略了水位边界对温度边界的影响，导致在位移确定性模型中忽视了位移水压分量和温度分量的影响，影响了监控模型的精度，本文在确定水温边界时，考虑水位边界和温度边界相互影响，在确定性模型中水压分量和温度分量的相互影响

4、也得以考虑。在目前的实际应用中，建立的混凝土拱坝位移监控模型主要以单测点模型为主，建模简单方便，但是单测点模型没有反映大坝的空间位移情况，单个测点容易受到干扰而产生较大误差，本文将沿清江隔河岩大坝拱冠梁的垂线建立起该坝段径向水平位移的一维多测点模型位移监控模型，以反映各个测点位移之间的相互联系，同时在建立的一维位移确定性模型基础上，通过置信区间法给出了该坝段的一维位移监控指标方程。总之，本文提出了在坝体温度资料不完整的情况下，建立混凝土拱坝位移确定性模型的方法及考虑因素，并将该方法应用于清江隔河岩拱坝位移确定性监控模型和监控指标的建立实例中，得出了较好的结果，说明方法是可行、正确的，

5、同时对于其他混凝土拱坝位移确定性监控模型的建立也有一定的参考价值。关键词：混凝土拱坝；监控模型；监控指标；位移；多测点；温度分量；时效分量。AbstractDamisofimportancefornationaldevelopment,andthesafetyofdamisveryimportanttoo.Nowadaysallnationsestimatethesafetyofdambymonitoringtheinfluencingquantityofthedam,suchasdisplacementandpressure.Thenadministratorsanalyzethe

6、datacollectedfromthedamandsetupmonitoringmodelormonitoringindexofinfluencingquantity.Usingtheanalyzedresultstheprincipalcantakeanymeasuretomakesurethedamisonsafestate.Inmanyitemofdam,thedisplacementcanreflectthestateofdamgenerally,meanwhile,thedisplacementiseasytosurveyandtheprecisionofdataisra

7、therhigh.Sothedisplacementofdamisveryusefultous.Wecanestablishthedisplacementmodelanddisplacementindexwiththesurveyeddata.Thenthemodelandindexcaninstructthemanagertomakearightdecisionondambusiness.However,therearemanyshortagesofdi