枢纽区边坡运行安全局部预警监控模型及其监控指标研究

【目的】枢纽区边坡是水利水电工程的重要组成部分,开展安全预警研究对保证水工建筑物正常安全运行具有重要现实意义。为建立一套枢纽区边坡运行安全局部预警监控体系的确定方法,【方法】引入考虑水荷载效应的瞬时型和继效型变形因子,改进传统边坡变形统计回归模型;提出枢纽区边坡运行安全的“三级预警(正常、轻度异常、异常)+一级险情”的局部监控分级标准;将逐时交互验证法引入到监控阈值确定,用以动态调整残差的标准差。【结果】研究结果表明,改进后的枢纽区边坡变形监控模型能够较好地反映各因素所引起的累进变形效应,同时也提高监测数据的拟合精度;监控分级标准既对枢纽区边坡工作性态具有较高辨识度,又便于实际操作,体现了“分级监控、逐级预警”的现代监控理念;逐时交互验证法可实现预测期残差标准值的动态调整,体现监控阈值的实时变化,反映边坡变形的动态特征。【结论】工程案例研究表明,该方法可有效地捕捉到预测期测值的异常情况,为枢纽区边坡运行安全局部预警研究提供参考和借鉴。

多厢互联式渡槽运行安全预警监控指标研究

多厢互联式渡槽是一种新型渡槽结构型式,该结构型式具有断面过水流量大、整体工作性态好、槽身挠度变形小等优点,但槽身对不均匀竖向变形较为敏感。鉴于这种结构型式在我国水利行业尚属首次,如何建立多厢互联式渡槽运行安全预警监控指标是工程运行管理的重要问题。目前,国内学者关于渡槽已提出了若干监测模型,但是这些模型并没有给出明确的监控指标,更没有体现出“分级监控、逐级预警”的现代监控理念。为此在前期研究工作基础上,通过槽身破坏模式分析,提出将支座处不均匀竖向变形作为主要监控指标,槽身内壁处的钢筋计测值作为次要监控指标,研究成果可为多厢互联式渡槽的安全运行提供借鉴和参考。

基于多元数据融合的枢纽区边坡整体安全预警指标研究

目前枢纽区边坡安全预警模型存在一定局限性,如对多测点的综合分析考虑不足、忽略边坡不同区域稳定性差异等。针对这些问题,从边坡的结构特性和整体稳定性两方面入手,采用多元数据融合技术并结合实际工程开展预警指标研究工作。首先,引入“安全稳定率”概念以量化岩体结构特性对边坡稳定性影响;其次,建立安全稳定率与危险权重的转换方法,推导出危险权重与Copula函数的组合公式;最后,提出基于Copula函数的枢纽区边坡运行期整体安全预警指标。工程案例表明,预警指标能够体现岩质边坡结构特性,体现多测点残差的总体变化趋势,并最终反映枢纽区边坡的整体稳定性;预警监控体系可为枢纽区边坡整体稳定性评价提供理论支撑。

基于安全稳定率的岩质边坡稳定问题研究

岩质边坡具有明显结构特性,不同坡体结构类型的边坡,其变形破坏特性及稳定性也不相同,现有评价岩质边坡稳定性的指标较难定量、客观地反映不同坡体结构类型岩质边坡稳定性的相对差别。为此,在边坡安全系数K概念基础上引入一个评价岩质边坡稳定性的安全度指标——岩质边坡安全稳定率γ_(K),该指标为考虑坡体结构特性时岩质边坡的安全系数与不考虑坡体结构特性时岩质边坡的安全系数的比值,是表征岩质边坡稳定性的相对指标。基于有限元强度折减法对3类基本结构面岩质边坡与9类典型坡体结构的岩质边坡安全稳定率计算分析发现:I类结构面边坡的安全稳定率最低,III类结构面边坡的安全稳定率最高;不同坡体结构的岩质边坡安全稳定率在一定范围内变动,其分布规律与实际岩质边坡稳定性分类结果基本一致。上述研究成果表明,安全稳定率γ_(K)不仅能够客观反映结构面对岩质边坡稳定性的影响,而且能够定量反映不同坡体结构类型岩质边坡稳定性的相对差别;安全稳定率可作为一种全新的反映坡体结构特性对岩质边坡稳定性影响的量化指标,用于评判不同坡体结构类型的岩质边坡稳定性。