混凝土坝变形观测资料分析理论研究

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发布时间：2021-09-17

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混凝土坝变形观测资料分析理论研究
金春爱
(汪清县水利局，吉林汪清133200)
【摘要]本文在全面介绍水工建筑物原型观测资料分析常用的统计学方法的基本原理的基础上，着重分析了混
凝土坝变形统计回归模型和混合型模型的基本原理和建模方法．特别是变形统计回归模型中水压、温度、时效
因子函数的基本理论和公式以及混合模型中水压分量确定性模型的建模原理和方法．为混凝土大坝的统计回归
模型和混合模型的构建提供理论基础
[关键词】混凝土坝；变形；回归模型；混合型模型
[中图分类号]Tv 642 [文献标识码]B
国内外的大坝安全监控分析工作自20世纪
50年代就已开始．各国科研人员取得了大量的科
研成果[1-2]．包括通过监测数据的定性描述来分析
大坝的安全运行状况．将统计回归方法引入到大
坝安全监测资料的分析领域．通过对成果进行物
理成因的解释来了解大坝的运行状况、将确定性
模型、混合模型应用于大坝安全监测资料的分析
以及引入诸如小波分析、突变理论、灰色理论、滤
波法等方法
本文就是在前人的基础上主要针对混凝土坝
型．着重分析了其变形统计回归模型和混合型模
型的基本原理和建模方法．为混凝土大坝的统计
回归模型和混合模型的构建提供理论基础
2 变形统计回归模型
水工建筑物的观测物理量大致可分为两大
类：第一类称为效应量(因变量)，如坝体变形、应
力应变、裂缝开度、扬压力、渗流量等；第二类称为
环境量(自变量)，如水压力、温度、降雨量、地震荷
载等。
统计模型采用数理统计方法．根据建筑物在
正常运行状态下效应量与环境量之间的统计规
(收稿日期】2014—09—19
[作者简介】金春爱(1975一)，女，朝鲜族，工程师，从事水利工程管理。
一6 一
律．以一定的形式和数量的自变量构造数学模型．
通过显著性检验选择变量、估计参数，最后获得显
著变量以及相应的回归系数。由于统计模型采用
较长系列的自变量与因变量的同步记录资料建立
数学模型．只要环境量记录范围之内就可预测在
相同条件下的效应量。
2．1 变形模型因子的理论
运行中的大坝受水压力、扬压力和温度等荷
载作用，坝体位移矢量可分解为水平位移6 、侧
向位移和竖直位移，按其成因每个位移矢量
可分为三个部分[3]：水压分量、温度分量和时
效分量，即：
( 、8y、 ) (1)
2．1．1 水压因子函数
(1)水压对位移的影响
水压作用下的大坝水平位移，含三部分：静
水压力作用产生的位移在坝基面上的内力产
生的位移以及库水作用引起的位移翰。根据坝
工理论和力学知识可知．静水压力产生的坝体水
平位移与水深日、、呈线性关系，即：
3
1 i
6^1--8。 — +6埘= qH (2)
I = l
(2)扬压力对位移的影响
作用在坝体上的扬压力为上浮力．减轻坝体
自重并使坝体产生弯矩而变形。由于库水位的动
态变化致使其扬压力滞后于库水位，故采用库水