基于贝叶斯参数更新的高土石坝坝顶开裂风险动态评估与预警

坝顶开裂是高心墙堆石坝最常见的故障模式之一,其开裂风险与异常状态持续时间密切相关。提出了一种高土石坝坝顶开裂动态风险评估与预警方法,通过变形倾度法进行坝顶异常状态识别,采用指数分布描述坝顶开裂前异常状态持续时间TAS的概率分布,构建坝顶开裂风险评估模型,进而实现坝顶开裂风险的实时分析和基于概率的开裂时间估计,根据观测到的坝顶开裂前异常状态持续时间,对风险模型中的参数λ的概率分布进行贝叶斯估计和更新。通过某高心墙堆石坝的实例研究,验证了该方法的有效性,通过该大坝历年高水位时刻观测到的坝顶开裂情况,对风险模型参数λ进行更新,使其概率分布的离散程度逐步减小,坝顶开裂概率估计的置信区间也随之缩小,通过坝顶开裂时对应开裂概率的统计分析进行大坝开裂时间预测,基于开裂时间估计的置信区间下限发出坝顶开裂预警,结果表明,方法可以较为准确地预测坝顶开裂时间并提前20天以上发出坝顶开裂预警。

基于流固耦合的高砾石土心墙坝坝顶开裂研究

从我国多座高砾石土心墙坝运行情况来看,坝顶开裂是深厚覆盖层上高砾石土心墙坝建设中需要高度关注的问题。以长河坝工程为例,在考虑流变变形和湿化变形的基础上,采用渗流固结全耦合计算方法进行参数反分析,并根据实测资料及反分析模型计算成果对蓄水过程中坝顶拉伸和剪切应变的时空变化特征进行研究。计算结果表明:高砾石土心墙坝下游坝壳和心墙之间在蓄水阶段有发生拉伸裂缝和顺河向剪切裂缝的风险;在水位下降期间还应关注上游坝壳和心墙顶之间出现拉裂缝的风险。

基于变形倾度的高心墙堆石坝坝顶开裂影响因素分析

高心墙堆石坝因赋存环境复杂,载荷大、应力水平高,坝体安全受到广泛关注。实际工程中坝顶开裂现象时有发生,影响大坝的防渗和稳定,分析和研究影响坝顶开裂的相关因素对大坝设计和运行具有重要意义。基于此,通过对比典型大坝开裂前后坝顶变形倾度的变化规律,将变形倾度作为衡量指标进行了高心墙堆石坝坝顶开裂的影响因素分析。基于多座已建高心墙堆石坝相关信息,构建了考虑坝体尺寸、覆盖层厚度、蓄水高度及速率和运行时间的研究方案。结果表明,坝顶变形倾度随坝体高度增加而显著增大,二者呈非线性增长关系。建于深厚覆盖层上的高心墙堆石坝坝顶开裂风险更大,但覆盖层厚度达到100 m以上时,坝顶变形倾度趋于收敛。坝顶变形倾度对高蓄水位更加敏感,且随着蓄水速率的加快,坝顶变形倾度变大。