河北省桃林口水库大坝水平位移变化规律探讨（刘建军 周世龙 王晓明）

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1、河北省桃林口水库大坝水平位移变化规律探讨（刘建军周世龙王晓明）　　桃林口水库位于滦河支流青龙河上，控制流域面积5060km2，总库容8．59亿m3，是一座集供水、灌溉、发电等综合利用的大型水利枢纽工程。水库大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程146．5m，坝顶全长500m，最大坝高74．5m，正常蓄水位143．4m。为了全面掌握大坝水平位移变化情况，在大坝观测廊道内布设了4条引张线EXl、EX2、EX3、EX4，分别观测坝基、110m、130m3个高程面上大坝水平位移(沿上下游方向)变化情况；在坝顶布设1条坝顶视准线，反映坝顶水平位移变化情况；在右岸山体、10#坝块、23#坝块内部分别

2、布设了1#、2#、3#正垂线，观测大坝沿坝轴线方向水平位移变化情况。引张线、正垂线、坝顶视准线结合在一起全面监测大坝水平位移变化情况。 1．大坝水平位移定性分析 1，1沿上下游方向的水平位移 1．1．1过程线分析 　　以时间为横坐标，以测值为纵坐标，把测点各测值绘制到同一张图上，就形成了测点测值过程线图，是定性描述测点测值变化最直接的方法。通过对各测点测值过程线的综合比较分析看出：坝基水平位移较小，在-1．5mm～3．5mm范围内波动；110m高程测点水平位移在-2mm～3mm之间；130m高程、坝顶水平位移明显较坝基加大，最大值达7．3mm，位移值随季节变化明显，随着时间推移测值

3、过程线具有往返性、可逆性，整体发展趋势平直，没有不可逆增大趋向。 1．1．2趋势分析 　　以测点平面分布位置为横坐标，以测值为纵坐标，把同一测线上测点不同时间序列测值绘制于同一张图上，形成该测线整体位移变化趋势图，直观反映该测线整体位移变化规律。各测线趋势图反映了坝体、坝顶位移变化趋势；坝基位移值较小；水平位移沿坝高方向随高程增加，变幅逐渐增大，坝顶最大；130m、坝顶高程面上，处于大坝中间坝段(如溢流坝段)各坝块要比大坝两侧坝段(如挡水坝段)各坝块位移变幅明显加大。 1．2沿坝轴线方向水平位移 　　反映坝轴线方向水平位移的测点较少，总共有12个测点，只能以点代面地进行分析。综合测

4、点过程线图和测线趋势图；坝基部位位移极小，几乎处于静止状态；110m、130m高程测点位移变化范围为-1．2mm～2．8mm；坝顶为2mm～3．8mm。除坝顶位移变幅稍大外，其他部位均较小，位移变化受气温影响不明显。 2．大坝水平位移定量分析 2．1统计模型的建立及计算 　　影响大坝水平位移的因素归纳起来大致分为5类：大坝自重、坝前水深、坝下游水深、温度、时效等。由于大坝建成后自重变化小、坝下游无水，故建立模型时不考虑这两种因素。 由坝前水深引起的水深位移模型为： Uw=ao+a1H+a2H2+a3H3 式中： ao、al、a2、a3—回归系数； H—坝前水深 桃林口水库实际运行中

5、，虽然长期 处于低水位运行状态；但由于频繁放水 发电，坝前水位变化较频繁，混凝土加 荷与卸荷时弹模数值不同。因此，水位 上升与下降时的位移变化也不一样，故 分析中引入了一个前期水位差因子，取 因子为观测日期水位与前20d平均水位 的差值(H—H20)加入到关系式中，最终 坝前水深位移模型为： 　　Uw=ao+a1H+a2H2+a3H3+a4(H-H2o) 　　由坝址区气温和坝前水温引起的温度位移模型为： 　　UT=bo+b1T+b2T10+b3T20+b4T30+b5T40+b6T60+b7T90+b8Ts 式中： bo,b1～b8——回归系数； Ts——水温： T——测值当日气温

6、： Tn——观测日期前n天平均气温。 　　大坝的变形随着时间的推移．将产生向某一方向发展的不可逆变形．这就是时效位移，时效位移模型为： Uθ=c0+c1θ+c21n(1+θ) 式中： c0、cl、C2——回归系数； θ——时序值(d)。 　　由上述因子初选模型，则大坝水平位移的统计模型为： U=Uω+Uγ+Uθ 　　以上建立的统计模型中，共引入了14个因子。水深因子取：坝前水深(H)、H2、H3、前期水位差(H—H20)；温度因子取：当天气温(T)、前10d平均气温(T10)、T20、T30、T40、T60、T90、水库表层水温(Ts)；时效因子取：直线时效(θ)、对数时效1n(1

7、+θ)。在实际分析中，根据观测资料的特征选择了一批能分别反映坝基、110m高程、130m高程、坝顶各部位的有代表性的测点进行统计模型回归分析计算。 2．2水平位移统计分析 2．2、1沿上下游方向的水平位移 　　通过定量解析，坝基水平位移受水位、温度值影响极小，影响量为lmm左右，时效位移也较小，表明坝基不可逆变形很小。110m高程水平位移，受水压因素影响极小。130m高程位移，除了发生时效位移外，水位、气温对其影响值也没有明显增大，但分量比重增大，说明水位、气温已经成