大坝安全监测资料整编与分析王士军

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1、大坝安全监测资料整编与分析南京水利科学研究院2010.10.22一资料整编和分析的重要性1目的：了解工程性态指导领导决策－特别在汛期防洪形势紧急时积累技术档案2现状：绝大多数不能及时分析---95%以上-以观测为目的到安全鉴定或发现异常迹象时请有关单位分析能够按年整编但不能分析能够实时分析---极少3发展：风险理念对大坝安全提出了更高的要求---资料分析成为决策前提预测预警预报技术的基础监测资料整编与分析主要内容监测资料整编变形分析渗流分析大坝安全分析评价系统1监测资料整编整编目的：规程的要求管理的需要－了解工程运行性态技术档案上级单位要求2)整编内容数据计算数据审查填制报表绘制图

2、形整编资料刊印数据计算数据计算是根据测点的考证资料，将原始测量数据转换为工程物理量。数据计算方法与监测项目、测量方式、测量仪器紧密相关，其复杂程度各不相同。如：人工观测测压管水位：；而用弦式传感器测量测压管水位：不同的测量仪器有不同的计算方法，这些方法一般由仪器供应商提供。h=h0-h1h=h0+c*(f02-f12)数据审查数据审查常用方法有：1）建立测点的统计模型，用统计模型的理论值与实测值进行比较，如差值超过3倍剩余标准差，则认为该数据为异常数据。2）由于监测数据是连续的、渐变的，所以也可以设置突变警戒值，当监测数据与前一监测数据的差超过突变警戒值，应视该监测数据为异常数据。填

3、制报表、绘制图形根据《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）要求，对监测资料要定期整编刊印。整编的一个重要内容是填制报表和绘制图形。对于每一监测项目，有两类报表需填制：考证表、记录表、统计表。图形包括工程物理量在时间和空间上的分布特征图，以及有关因素的相关关系图，如：渗压力水位过程线、渗压力水位与上游水位相关线、浸润线、竖向位移等值线等。2监测资料分析2.0监测资料分析的一般原则和过程(1).原则：1.建立在可靠的数据之上2．分析方法宜简单、实用3．和工程性态相联系－反映了什么工程问题4.从点出发，由点到面，综合分析2监测资料分析(2)过程1．搞清楚测点空间位置，包括（x,

4、y,z）－才有可能和工程性态相联系2．画出测点过程线，分析测点资料数据的变化特点3.分析测点数据（监测量）与其他因素（上下游水位、温度、时间、降雨量）的关系－相关分析4．做出测点的统计模型－定量了解监测量和各因素的关系－预测预报5．构造一个能够反映工程性态的物理量（函数），分析物理量的变化规律6.根据破坏标准，分析该物理量的性态7．综合分析－点综合成面－变形、渗流分析结果的综合－判断工程性态2监测资料分析表面变形：表面沉降，横向、纵向水平位移内部变形：深层沉降，横向、纵向水平位移裂缝：表层、深层周边缝：包括面板顶部水平缝（1）变形分析1）土石坝主要变形观测项目：1.1）分析目的变形是

5、否正常－沉降率变形是否稳定－沉降率/月防渗体是否可能裂缝（贯穿性横向裂缝）坝体是否会发生纵向裂缝裂缝可能延伸多深？周边缝是否可能破坏，成为渗漏通道等1.2）竖向位移分析1）统计模型单因子模型－仅考虑时间因子多因子模型－上游库水位、水位升降速度、时间竖向位移单因子统计模型常用双曲线型、指数型和对数型优点：简单、拟合效果好缺点；难以适应“台阶式”沉降使用最小二乘法建立统计模型，并相关系数和剩余标准差选择最优模型。用途漏测沉降量的推测－分析大坝裂缝的关键一步总沉降率的推算－总沉降量预测预报漏测沉降量估算的注意点几乎所有的土石坝都有漏测估算的漏测沉降量都是偏小各排测点的漏测时间是不同的漏测时

6、间过长时不能用该方法，用分层总和法或其它方法计算漏测沉降。漏测沉降量估算如果所建的模型回归效果比较好，可用该模型来计算漏测竖向位移量。设漏测时间为t0，漏测沉降量为S0，则S0=S(t0)它与实测竖向位移量的和就是总竖向位移量。1.3沉降分析沉降分析主要包括沉降率计算、沉降速率计算，并根据沉降率判断是否存在裂缝。沉降率为总沉降与坝体土层厚度的比值沉降率可用于判断大坝是否可能裂缝：（1）最大沉降率超过3%，产生裂缝的可能性极大（2）沉降率在1--3%之间，坝体可能产生裂缝，应具体分析；（3）沉降率少于1%，坝体产生裂缝可能性极小。沉降速率是单位时间中发生沉降量判断沉降是否基本稳定标准值

7、可根据各坝沉降的具体情况来设定沉降分析1.4）裂缝分析裂缝分析通过计算纵向或横向倾度、拉应变判断坝体是否存在横向或纵向不均匀沉降裂缝，倾度计算公式和纵向水平拉应变计算公式如下：AB为相连两测点倾度；SA、SB为测点的沉降量；l为两测点之间的距离。为纵向水平拉应变；c为河谷地形系数，一般取c=0.3～0.5；S1、S2、S3分别为按顺序排列的三点的总沉降量；Hmax为最大坝高；l为测点间距。（1）横向裂缝分析横向裂缝分析时应该注意：裂缝是变形累积的