土石坝变形监测中安全监控指标的研究.pdfVIP

水利水 电工程设计 DWRHE 2002 年 第2 1卷 第 1期 土石坝变形监测 中安全监控指标 的研究 赵志仁 黄艳菊 刘家凯 摘 要 安全监控指标是进行安全预报和运行控制的关键性技术参数，对于土石坝安全至关重要的变形监测结果， 至今均采用 “变形值”作为安全监控指标。在对变形规律分析研究后，提出有必要增加 “变形率”同时作为安全监控指 标，并给出了计算和应用方法，从而取得 了理想的效果。 关键词 土石坝 监控指标 变形值 变形率 中图分类号 TV698 . 1 文献标识码 A 文章编号 1007-6980(2002)0 1-0046-04 我国现行 土《石坝安全监测技术规范》SL60- 受有效应力即竖直荷重减去孔隙水压力的影响，随 94 规定，土石坝变形是安全监测 中重要的必测项 填筑土石料重量的增加而逐渐增加。一般称为初始 目，受到水利水电工程界的广泛重视。为了判断工 沉降，可认为是固结沉降的一部分。 程的安全性 ，至今均利用实际观测的变形值与预先 运行期的固结沉降，是由于土体 内孔隙水逐渐 确定的监控指标的变形值进行比较判断，因此，合 排出，孔隙体积逐渐减小，土骨架和孔隙水所受压 理确定监控指标对预报和控制工程安全是非常重要 力的逐渐转移和调整的过程，呈现收敛的趋势。 的。 固结沉降也反映出时效变形的特性 。 为了在保证安全运用的前提下充分发挥工程效 1. ，.2 水压变形 益，本文在对土石坝的变形特性进一步分析后 ，认 水库蓄水后 ，坝体在库水作用下将会产生水压 为以往仅采用变形值一个监控指标尚不能完全解决 力、上浮力和湿化变形 。 安全监控问题 ，即不能充分说明土石坝工作处于正 作用在防渗体上游面的水压力及其渗透压力可 常或危险(异常)状态，因为变形值本身没有反映出 以分解为水平和竖直分力，其中竖直分力引起坝体 变形的速度( 强度) ，即变形发展的快慢情况 ，为此 沉降; 在坝体浸润线以下部分受到水的浮力作用， 在采用变形值的基础上，提出有必要增加变形率作 容重由原来的湿容重变为饱和容重，相当于在坝体 为监控指标 。只有同时采用这两种监控指标 ，才能 作用一个向上的荷载，从而减少沉降变形; 同时在 取得理想的效果。 土颗料间由于水的润滑作用，在 自重作用下重新调 安全监控的目的是要求判断并确定土石坝运行 整排列形式，从而产生湿化变形使土体沉降。 处于正常或危险(异常) 的工作状态，以便采取相应 综合上述三方面的因素，并经计算和监测结果 的措施或对策。因此，上述变形值和变形率的监控 证明，水位与沉降呈负相关关系。在第一次蓄水时 指标，应分别包括正常状态和危险状态指标 ，本文 沉降量较大，以后随水位的周期循环呈现收敛的趋 相应称为允许值和极限值监控指标 。 势。 1. 1.3 温度变形 1 变形规律分析 一般情况下，由于温度变化产生的热胀冷缩引 1. 1 变形特性 起的沉降量变化很小，不能改变沉降的变形规律。 在土石坝变形中以垂直位移(沉降量) 为最大， 但是负温会引起土体的冻胀 ，其冻胀量要 比线性膨 其安全监控应以沉降量为主。土石坝的沉降量主要