考虑滞后效应的复合土工膜土石坝渗流安全性态分析

为提高土石坝渗透压力统计模型的准确性,精确反映上游库水位及降雨对坝体渗流性态的影响,基于复合土工膜土石坝坝体渗流与环境量的非线性特征,提出考虑滞后效应的复合土工膜土石坝渗流分析模型,将前期库水位及降雨对坝体测压管水位的影响视为一个正态分布过程,并采用量子遗传算法对相应影响天数和滞后天数进行智能寻优,确定复合土工膜土石坝坝体测压管水位监控模型。以某土石坝为例,采用所建模型对其多年测压管水位进行拟合,并与传统土石坝测压管水位统计模型拟合结果做了对比,进而验证了该方法的有效性。

基于滞后效应函数的土石坝渗流统计模型分析

现有土石坝测压管水位统计模型关于滞后时间的选取比较粗糙,不能合理反映库水位和降雨的累积滞后效应。首先引入滞后效应函数来反映库水位及降雨连续变化对渗流的影响;然后通过粒子群算法优化辨识了库水位和降雨的滞后天数和影响天数;最后建立了考虑滞后效应的土石坝测压管水位统计模型,并结合王甫洲水利工程复合土工膜围堤土石坝近20年的渗流监测资料,展示了新模型的效果。结果表明:相比于传统模型,当测压管水位波动较大时,引入滞后效应函数的统计模型拟合效果更好;GY5断面库水位影响滞后天数随着测压管离迎水面距离增大而增大;将测压管GY5-2监测数据分成6个时间段计算发现其库水位影响滞后天数基本稳定在16 d,说明GY5断面的复合土工膜工作性态保持良好。