[發(fā)明專利]一種基于地質(zhì)力學(xué)模型綜合法試驗的拱壩安全評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910810055.1
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110532694B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊寶全;陳建葉;陳媛;董建華;張林;胡成秋;李朝國;侯爭軍;羅敏;劉子安;張芮瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;E02B1/02;G06F119/14
• 代理公司: 成都時譽(yù)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51250
• 代理人: 沈成金

本發(fā)明公開了一種基于地質(zhì)力學(xué)模型綜合法試驗的拱壩安全評價方法，包括如下步驟：S1.根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)，建立綜合法試驗安全度評價指標(biāo)體系；S2.構(gòu)造拱壩安全度評價的突變模型；S3.將綜合法試驗的各底層指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并轉(zhuǎn)化為0～1之間無量綱的數(shù)據(jù)；S4.利用歸一公式進(jìn)行突變級數(shù)計算，求出目標(biāo)層的總突變級數(shù)值；S5.重復(fù)S1?S4步驟，分別計算出綜合法試驗中不同超載系數(shù)下拱壩安全總突變級數(shù)值，并繪制總突變級數(shù)值與超載系數(shù)關(guān)系曲線圖，根據(jù)總突變級數(shù)與超載系數(shù)關(guān)系曲線的拐點(diǎn)獲得高拱壩綜合法試驗安全系數(shù)；S6.綜合上述因素評價拱壩工程的整體穩(wěn)定安全性。本發(fā)明利用模型綜合法試驗中現(xiàn)有的變形監(jiān)測資料，建立高拱壩綜合法試驗安全度綜合評判體系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大壩安全評價方法領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于地質(zhì)力學(xué)模型綜合法試驗的拱壩安全評價方法。

背景技術(shù)

近20年來，中國先后建成了7座壩高超過200m的特高拱壩，分別為二灘(240m，為最大壩高，下同)、拉西瓦(250m)、構(gòu)皮灘(230.5m)、小灣(294.5m)、溪洛渡(285.5m)、錦屏一級(305m)和大崗山(210m)。其中，錦屏一級、小灣、溪洛渡3座拱壩的高度達(dá)300m級，位居世界最高拱壩前3名。正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)的特高拱壩有白鶴灘(289m)、烏東德(270m)、葉巴灘(217m)、東莊(230m)、龍盤(277m)、松塔(313m)、馬吉(300m)、同卡(278m)、怒江橋(291m)、羅拉(295m)等。這些特高拱壩工程為我國國民經(jīng)濟(jì)和社會健康、持續(xù)、快速發(fā)展，以及實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)做出了重大貢獻(xiàn)。但由于特殊的地理環(huán)境，它們具有壩高庫大、地形地質(zhì)條件復(fù)雜、水推力巨大、抗震要求高、壩基加固處理難度大、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、多項工程技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到或超過世界水平。工程一旦潰壩或重大事故發(fā)生勢必釀成重大災(zāi)難，人民群眾生命財產(chǎn)損失慘重，因此，高壩的穩(wěn)定安全是工程建設(shè)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。地質(zhì)力學(xué)模型試驗是研究高拱壩工程穩(wěn)定安全性的重要方法之一。該方法是根據(jù)一定的相似原理對工程與地質(zhì)問題進(jìn)行縮尺研究的一種試驗方法。通過試驗可以了解大壩在正常工況下的工作性態(tài)，獲得大壩在超載或降強(qiáng)情況下的破壞模式及破壞機(jī)理，揭示大壩與地基的薄弱部位，研究大壩的整體穩(wěn)定安全性，為工程的設(shè)計、施工及加固處理提供科學(xué)依據(jù)。

目前，地質(zhì)力學(xué)模型試驗有超載法、強(qiáng)度儲備法(降強(qiáng)法)和綜合法三種試驗方法。其中，超載法一般通過千斤頂或氣袋加載模擬上游水沙荷載，通過逐步加大千斤頂或氣袋荷載模擬超標(biāo)洪水的影響以求得大壩超載安全系數(shù)，中國的許多大壩工程均進(jìn)行過超載法地質(zhì)力學(xué)模型破壞試驗來研究壩與地基的整體穩(wěn)定問題，如：響洪甸、青石嶺、緊水灘、東風(fēng)、漁子溪、陳村、鳳灘、安康、牛路嶺、新豐江、龍羊峽、東江、二灘、李家峽、江埡、拉西瓦、構(gòu)皮灘、江口等等，清華大學(xué)等通過總結(jié)這些大壩工程的試驗成果，建立了基于超載法試驗的大壩穩(wěn)定分析評價體系，摸索了一套基于λ1(起裂荷載)、λ2(非線性開始的荷載)、λ3(極限破壞荷載)的安全度評價方法，并將這些評價指標(biāo)引入工程設(shè)計和規(guī)范中，應(yīng)用較為廣泛。