一种心墙堆石坝长期运行安全预警方法技术

本发明专利技术公开了一种心墙堆石坝长期运行安全预警方法，包括对各个监测点所采集的信息进行归类；对每个类别测点筛选测值不可用测点和测值可用点；在测值可用点之间进行校核，与大坝设计规范制定的警戒值对比，若发现存在超过警戒值的测点，则反馈“加强监测”信息；若该测点长期处于警戒值，则反馈“警告”信息，严重时召开专家组讨论研究；对筛选后可用的重点测点建立评价心墙堆石坝安全性能的双重预警指标。本发明专利技术针对心墙堆石坝的破坏形式，能及时反馈“更换检测设备”信息，将可用点测值与设计规范值进行统计分析，得出具体的危险点，并反馈“加强监测”信息，能及时检测出坝体运行期间存在的隐患，具有较好的实用性。具有较好的实用性。具有较好的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种心墙堆石坝长期运行安全预警方法


[0001]本专利技术涉及心墙堆石坝
，具体涉及一种心墙堆石坝长期运行安全预警方法。

技术介绍

[0002]水利工程在建设过程中，为方便后期进行坝体状况的监测，通常会设置一定数量的监测设备，考虑到心墙堆石坝常见的破坏形式：边坡失稳、渗透破坏、局部剪切破坏及水力劈裂破坏等，监测设备的形式及数据采集能力也在逐步提升，但在复杂的数据库中，如何对一系列数据进行筛选，检查出危险点及时进行“警告”反馈，一直是水利工程安全运行过程中的难题。
[0003]随着监测系统自动化技术的发展，监测仪器和数据类型在增多，监测信息的实时更新和研判要求逐步提高，及时获取可靠的安全监测信息，并对大坝安全进行诊断和预警是业内外关注的重点和难点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术心墙堆石坝安全监测数据不确定性、随机性带来的诊断误差，而提供的一种心墙堆石坝长期运行安全预警方法。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案予以实现的：
[0006]一种心墙堆石坝长期运行安全预警方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一，对各个监测点所采集的信息进行归类；
[0008]步骤二，对每个类别测点进行单独分析，筛选测值不可用测点和测值可用点；
[0009]步骤三，在筛选过后的测值可用点之间进行校核，与大坝设计规范制定的警戒值对比，若发现存在超过警戒值的测点，则反馈“加强监测”信息；若该测点长期处于警戒值，则反馈“警告”信息，严重时召开专家组讨论研究；若只是偶然出现超过警戒值状态，则仍视为可用测点，且需“加强监测”；
[0010]步骤四，以大坝变形安全预警指标为重点，对筛选后可用的重点测点建立评价心墙堆石坝安全性能的双重预警指标。
[0011]具体地，步骤一中各个监测点所采集的信息包括渗透压力、渗透坡降、渗流量和沉降量。
[0012]具体地，步骤二中筛选测值不可用测点和测值可用点的方法为在坝体安全稳定运行状态下，出现突变较大的点则视为不可用测点。
[0013]具体地，评价心墙堆石坝安全性能的双重预警指标的方法为：根据置信区间法、非概率可靠度指标和设计规范分别计算得到工程信息安全区间，若工程实际值落入安全区间，则反馈“工程安全”，若工程实际值超出安全区间，则反馈“测值异常”，若实际值经核实后仍然超出安全区间，则发出“安全提醒”。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0015]本专利技术针对心墙堆石坝的破坏形式，一方面对所有测点和测值筛选出不可用点，及时反馈“更换检测设备”信息；另一方面将可用点测值与设计规范值进行统计分析，得出具体的危险点，并反馈“加强监测”信息，若未来测点长期处于危险点状态，则反馈“警告”信息，及时检测出坝体运行期间存在的隐患，具有较好的实用性。
附图说明
[0016]图1是预警方法流程图；
[0017]图2是大坝典型测点分布情况；
[0018]图3是堆石坝概率可靠度指标与非概率可靠度指标关系曲线。
具体实施方式
[0019]下面结合附图详细说明本专利技术的实施情况。在此需要说明的是，对于这些实施方案的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。
[0020]如图1所示，本专利技术方法包括如下步骤：
[0021]步骤一：分析地质、设计、施工及运行等资料得到水库重点部位和重点监测点，针对这些检测点的渗透量、渗透坡降、沉降量等信息进行归类，大坝典型变形测点位置分布情况，如图2所示，对所述监测点的信息进行归类；
[0022]步骤二：在坝体安全稳定运行状态下，对步骤一所述监测点的信息进行筛选，删除突变较大的点，检查出存在问题的设备，反馈“更换检测设备”信息，并及时更换检测设备。
[0023]步骤三：在筛选过后的可用点之间，进行校核，与大坝设计规范制定的警戒值对比，若发现存在超过警戒值的测点，则反馈“加强监测”信息。若该测点长期处于警戒值，则反馈“警告”信息，严重时可召开专家组讨论研究。若只是偶然出现超过警戒值状态，则仍视为可用测点，且需“加强监测”。
[0024]步骤四：对筛选后可用的重点测点根据置信区间法和非概率可靠度指标来拟定预警指标，可用的一般测点历史极值即为预警指标。
[0025]对所有可用测点进行信息处理，制定预警指标，通过建立置信区间，校核公式如下：
[0026][0027]其中，为一天中测点所测信息的均值；K为根据设计规范制定的警戒值；为t分布函数，α为置信度，一般取1％，n为一天中测点所测信息的个数；σ2为一天中测点所测信息的样本方差。
[0028]非概率可靠度由概率可靠度分析理论推导而来，设心墙堆石坝结构抗力R分布符合正态分布，记为μ
R
与σ
R
分别为心墙堆石坝结构抗力R的均值与标准差；心墙堆石坝结构荷载效应S分布符合正态分布，记为μ
S
与σ
S
分别为心墙堆石坝结构荷载效应S的均值与标准差，且抗力与荷载之间相互独立。依据统计学拉依达准则，可近似认为R∈[μ
R
‑
3σ
R
,μ+3σ
R
]，S∈[μ
S
‑
3σ
S
,μ
S
+3σ
S
]。假定心墙堆石坝概率可靠度指标为γ，
由概率可靠度指标定义可得：
[0029][0030]采用近似方法表示非概率可靠度指标，其表达式为：
[0031][0032]其中R
c
、R
r
分别为心墙堆石坝结构抗力R的区间中值与区间离差；S
c
、S
r
分别为心墙堆石坝结构荷载效应S的区间中值与区间离差。
[0033]联立式(1)与式(2)，可得心墙堆石坝概率可靠度指标为γ与非概率可靠度指标β的关系为：
[0034][0035]式中，k为心墙堆石坝结构抗力R与荷载效应S的离散程度之比，即
[0036]对于函数其在区间[0,+∞)上的变化规律如图3所示。
[0037]设心墙堆石坝概率目标可靠度指标为γ
T
，非概率目标可靠度指标为β
T
，则γ
T
与β
T
也满足正比关系，假定比值为q，即：引入显著性水平α，通过查询不同显著性水平α下的标准正态函数值表，计算对应q值，结果如表1所示。
[0038]表1不同显著性水平α与相应的q值
[0039]αq0.02％3.500.2％3.101％2.582％2.333％2.175％1.96
[0040]一般工程中，显著性水平α取1％～5％，然而，对于高心墙堆石坝工程，其可接受的结构风险率应远低于一般土木工程，从安全的角度考虑，本文采用显著性水平α为0.20％时的q值，即q＝3.10。在此基础上，结合现行水工结构概本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心墙堆石坝长期运行安全预警方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，对各个监测点所采集的信息进行归类；步骤二，对每个类别测点进行单独分析，筛选测值不可用测点和测值可用点；步骤三，在筛选过后的测值可用点之间进行校核，与大坝设计规范制定的警戒值对比，若发现存在超过警戒值的测点，则反馈“加强监测”信息；若该测点长期处于警戒值，则反馈“警告”信息，严重时召开专家组讨论研究；若只是偶然出现超过警戒值状态，则仍视为可用测点，且需“加强监测”；步骤四，以大坝变形安全预警指标为重点，对筛选后可用的重点测点建立评价心墙堆石坝安全性能的双重预警指标。2.根据权利要求1所述的一种心墙堆石坝长期运行安全预警方法，其特征在于：步骤一中各个监测点所采集的信息包括渗透压力、渗透坡降、渗流量和沉降量。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄之源，张亚琳，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：