基于故障树的土石坝安全警情指标体系结构.pdf

《基于故障树的土石坝安全警情指标体系结构.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5期总第215期农业科技与装备NO．5TotalNO．2152012年5月AgriculturalScience&TechnologyandEquipmentMay．2012基于故障树的土石坝安全警情指标体系结构钱静宇，闫滨，赵波(沈阳农3,k大学水利学院，沈阳110866)摘要：大坝警情指标是用来描述大坝安全预警系统研究对象的。警情指标体系的合理性、完整性、可测性和无冗余性。直接关系系统的安全可靠性。在分析影响土石坝安全因素的基础上，合理确定土石坝安全因素集，并基于故障树分析理论建立土石坝警

2、情指标体系结构。关键词：警情指标；土石坝；故障树；洪水漫顶；渗透破坏；滑坡失稳中图分类号：TV698．23文献标识码：A文章编号：1674—1161(2012)05—0035—03大坝安全的预警指标类型很多，可从空间尺度、坏有相当大的影响，一些病坝和险坝就是在时间的历时间尺度、预警指标内涵等方面划分。从预警指标内练下逐渐产生的。在允许渗流的长期腐蚀下，土石坝涵划分，预警指标可分为警情指标、警源指标和警兆的渗透路径逐渐形成并拓宽，进而导致坝基和坝体的指标。建立土石坝预警指标体系时．既要考虑确定性渗

3、透破坏。因素，又要考虑不确定因素，是一个较为繁琐的过程。1．3滑坡失稳现以土石坝主要失事模式(洪水漫顶、渗流破坏、坝坡作为土石坝的一种重要破坏形式．滑坡的产生是失稳)为顶上事件，从全局分析故障与产生原因之间内部因素和外部因素共同作用的结果。内部因素包括的内在联系，建立基于故障树的土石坝警情指标体系土体的物理力学性质、组成、渗透特性等；外部因素包结构。括上下游水位、浪压力、降雨、地震、附加荷载(如坝上1影响土石坝安全的因素堆放重物)等。土坝的位置及断面形式、生物洞穴和人1．1洪水浸顶为空洞等隐患都

4、对土坝边坡稳定有一定影响。另外，漫顶的原因可主要归结为4个方面：一是土石坝有些滑坡并不是由这些因素引发的．而是随着时间的高度不达标；二是泄洪能力问题；三是超标洪水；四是累积逐渐发生的。如高水位和降雨引起地下水位抬调洪蓄洪失误。高度不达标又可追踪为工程等级低、高，使土坝长期浸泡在水中，导致其土质逐渐达到饱设计洪水标准不够、大坝建成后坝体坝基沉降过大等和并呈软塑性。最终因抗剪强度降低而引发坝坡失稳原因。泄洪能力差与设计泄洪能力不足、泄水设备出滑塌。现故障有关。超标洪水与当时的降雨量、径流量、上游2土

5、石坝安全警情评价因素集的选择坝泄洪量相关联。调洪蓄洪失误主要与管理水平有危及土石坝安全的因素众多，既有内因也有外关，而管理失误主要包括汛前超蓄、调度方案失误等。因，既有自然因素也有人为因素。分析看起来对大坝1．2渗透破坏安全影响较小的因素．往往会得到相反的结果．因此土石坝的渗透破坏可以追溯到土石坝的内因和合理确定影响土石坝安全的因素至关重要。经分析研外因。内因主要与坝基和坝身的材料特性及力学特性究，选择以下因素组合作为土石坝3个主要警情的因有关。坝基特性包括断层裂隙、基岩岩性、透水性、基素集：础

6、处理、坝基防渗等；坝体特性包括黏粒含量、干密土石坝漫顶的因素集U1={设计洪水标准、坝体坝度、土料级配、饱和度、渗流系数、压实度、断面形式、基沉降、设计泄洪能力、溢洪道堵塞、闸门状态、降雨坝体防渗设施、排水设施等。外因主要包括上下游水强度、地面径流、汛前蓄水、调度方案、管理水平1。位、生物洞穴和人为空洞等。时间对土石坝的渗透破土石坝渗流破坏的因素集U={水位值、排水设施、隐患判断、坝体老化、护坡设计、心墙透水性、排水设施、施工质量．坝体坡度、出口处防护、坝体压实收稿日期：2012—02—06作者

7、简介：钱静宇(1986一)，女，硕士，从事水工结构方面的研度)。究。坝体失稳预警评价因素集U3=f排水设施、水位36农业科技与装备2012年5月值、隐患判断、坝体老化、地震、降雨、溢洪道状况、调因果链，加之一因多果或一果多因的情况，使从土石泄量、筑坝材料含粉粒量、干缩、筑坝材料均匀性、不坝的各种常见故障人手进行逆向推理、并编绘相应的均匀沉降、坝体压实度、护坡设计、心墙透水性、排水故障树成为研究的重点及难点。设施、施工质量、坝体坡度、出口处防护l。故障树的分析过程大致可分为l0个步骤，现选3土石坝

8、安全警情指标体系结构的建立择确定系统、熟悉系统、确定顶事件、调查基本原因事土石坝的任何一个部分工作不良或相互配合不件、编制故障树5项进行分析。将土石坝的漫顶、渗流协调，均能产生故障。故障的起因与症状并不是一一破坏、坝坡失稳作为故障树的顶事件，根据故障树编映射的关系，多数情况下有并发症出现，故障可能时绘过程获得土石坝失事的故障树，结果见图l一3。图有时无。根据因果关系间的多层次性，形成一连串的l一3中各符号表示的意义见表1。图1土石坝漫顶故障树Figure1Faulttreeoffloodover