项目一 土石坝的监测与维护 任务七 土石坝监测资料分析.pptx

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1、,主讲人： 胡昱玲,2014.11,项目一 土石坝的监测与维护,任务七 土石坝监测资料整编与分析,任务七 土石坝监测资料整编与分析,监测资料整编与分析工作包括平时资料整理与定期资料编印和观测成果的分析。 1.平时资料整理工作的主要内容 1）及时检查各观测项目原始观测数据和巡视检查记录的正确性、准确性和完整性。如有漏测、误读（记）或异常，应及时补（复）测、确认或更正。 2）及时进行各观测物理量的计（换）算，填写数据记录表格 （各记录表格式详见第二节）。 3）随时点绘观测物理量过程线图，考察和判断测值的变化趋势。如有异常，应及时分析原因，并备忘文字说明，原因不详或影响工程安全时，应及时上报主管部门

2、。,任务七 土石坝监测资料整编与分析,4）随时整理巡视检查记录 （含摄像资料），补充或修正有关监测系统及观测设施的变动或检验、校 （引）测情况，以及各种考证图、表，确保资料的衔接与连续性。 2.定期资料编印工作的主要内容 1）汇集工程的基本概况 （含各种运控指标）、监测系统布置和各项考证资料，以及各次巡检资料和有关报告、文件等。 2）在平时资料整理基础上，对整编时段内的各项观测物理量按时序进行列表统计和校对。此时如发现可疑数据，一般不宜删改，应加注说明，提醒读者注意。 3）绘制能表示各观测物理量在时间和空间上的分布特征图，以及有关因素的相关关系图。,4）分析各观测物理量的变化规律及其对工程安全

3、的影响，并对影响工程安全的问题提出运行和处理意见。 5）对上述资料进行全面复核、汇编，并附以整编说明后，刊印成册，建档保存。采用计算机数据库系统进行资料存储和整编者，整编软件应具有数据录入、修改、查询以及整编图、表的输出打印等功能，还应有电子文件备份。,任务七 土石坝监测资料整编与分析,3.成果的分析 观测成果的分析是一项细致复杂而又十分重要的工作，要以认真的精神和科学的态度去进行。我国的水库建设是建国以后开始发展的，水库观测工作从无到有，但许多水库管理单位开展了大量的观测工作，观测成果的分析工作也取得了丰富的经验和显著的成绩。使用计算机，应用比较法，应用回归分析、谐量分析等数理统计方法，对观

4、测成果进行定量分析。 4. 监测报告 监测报告一般包括工程概况、巡视检查和仪器监测情况的说明、巡视检查资料和仪器监测资料的分析结果、大坝工作状态的评估及改进意见等。,任务七 土石坝监测资料整编与分析,巡视检查资料的整编,巡视检查的各种记录、图件和报告等均属大坝安全监测的重要史料，除将原件归档外，应将发现问题的资料整理复制载入相应时段的资料整编。每次整编，除对本时段内巡视检查发现的异常问题及其原因分析、处理措施和效果观察等作出完整编录外，必要时可简要引述前期巡视检查结果加以对比分析。,任务七 土石坝监测资料整编与分析,变形监测资料整编,应根据所设项目进行各观测物理量的列表统计,年度表面垂直位移监

5、测成果统计表,年度表面水平位移监测成果统计表,任务七 土石坝监测资料整编与分析,在列表统计的基础上，应尽量绘出能表示各观测物理量时间和空间分布特征的各种图件 （必要时可加绘相关物理量，如坝体填筑过程、蓄水过程等）。,坝面水平位移过程线图,坝体横断面分层垂直位移分布图（单位：mm）,变形监测资料整编,任务七 土石坝监测资料整编与分析,坝体表面垂直位移量等值线图,坝体裂缝平面分布图,变形监测资料整编,任务七 土石坝监测资料整编与分析,渗流监测资料整编,一般应按坝体、坝基、绕渗等不同部位和类别分别填写测点渗流压力（水位）和渗流量监测成果统计表。并同时抄录相应的上、下游水位，必要时加注有关渗流异常现象

6、的说明。,年度渗流量监测成果统计表,任务七 土石坝监测资料整编与分析,渗流压力水位过程线图,特定库水位下渗流压力水位过程线图,渗流压力、测压管水位与库水位相关关系图,坝体平面渗流压力分布图,渗流量（降水量、库水位）过程线图,资料分析的主要方法,比较法将不同测次的监测资料、巡视资料及监测资料成果与技术警戒值、理论试验的成果作比较，判断测值有无异常，找出观测值的变化规律或发展趋势。作图法画出监测资料的过程线图、相关图、分布图及综合过程线图 （如将上游库水位、某物理量和其警戒值，其他的效应量画在一张图上）等，由图可直接了解和分析测值的变化大小和其规律。特征值统计法对监测值 （随机变量）进行统计、计算

7、，得到一系列有代表性的特征值，用以浓缩、简化一批测值中的信息，以便对大坝性态的变化更加清晰、简单地了解、掌握和发现其有无异常。,任务七 土石坝监测资料整编与分析,资料分析的主要方法,数学模型法利用回归分析、经验或数学力学原理，建立原因量 （如库水位、气温等）与效应量 （如位移、扬压力等）之间定量关系的方法。其他时间序列分析、灰色模型分析、模糊聚类分析、神经网络分析、决策分析以及专家系统技术等。,任务七 土石坝监测资料整编与分析,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,某水电站枢纽由混凝土重力坝、土石坝和船闸等建筑物组成，其中土石坝长430m，坝顶高程105m，最大坝高37m，正常蓄水位96m，设

8、计洪水位100m。坝型为黏土心墙砂石坝，坝壳主要为石渣料，上游坝坡1:2.5、1:3.0， 在90m高程设置宽2m的马道，下游坝坡1:2.5、1:2.75，在94m高程设宽3.0m的马道。,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,该土石坝布置有坝体表面水平位移、表面垂直位移、坝体渗流、坝基渗流以及绕坝渗流等监测项目。其中，坝体渗流共布置了3个监测横断面，断面桩号分别为0+687、0+817、0+930。每个监测断面安装了3根测压管，详见表1；测压管布置参加图1。测压管人工观测，每月2次。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,

9、表1 某土石坝坝体测压管布置情况表,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,（一）坝体测压管水位变化过程分析 分别绘制坝体各测压管管内水位变化过程线。0+817断面3根测压管水位过程线如图1图3所示。由过程线可知： （1）黏土心墙上游侧各测压管，管内水位变化呈明显的与上游水位基本同步的年周期性，便服较大，表明黏土心墙上游侧测压管水位主要受上游水位影响。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,图1 某土石坝0+817-1测压管管内水位过程线图,（2）黏土心墙下游各测压管，管内水位较上游水位有

10、所降低，但降低幅度不大，表明上游水位变化对测压管水位变化存在一定的影响，但测压管水位变幅明显小于上游水位变幅。,图2 某土石坝0+817-2测压管管内水位过程线图,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,（3）下游坝壳内的各测点，测压管水位明显低于上游水位，且变幅较小，与上游水位的相关性不明显。,图3 某土石坝0+817-3测压管管内水位过程线图,总体来说，黏土心墙上游侧测压管水位受上游水位影响较大，黏土心墙下游侧测压管水位受上游水位有一定影响，下游坝壳测压管水位受上游水位的影响较小。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法

11、,任务七 土石坝监测资料整编与分析,（二）坝体测压管水位特征值分析 分别统计坝体各测压管水位最大值、最小值及其变幅，见表2,表2 土坝坝体测压管水位特征值统计表,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,由表2可知，测压管水位变幅具有以下特点：（1）坝体各测点测压管水位中，除黏土心墙下游侧的0+687-2测压管水位变幅较大外，其他测压管水位变幅基本上表现为：黏土心墙上游侧测压管水位变幅大于黏土心墙下游侧测压管，下游坝壳测压管水位变幅最小。（2）黏土心墙下游侧0+687-2测压管水位变幅较大的主要原因：该测压管可能存在表水渗入现象。对比该测压管水

12、位变化过程线与坝址降雨过程线，两者存在一定的相似性；分析两者的相关性，相关系数为0.405，表明该测压管确与降雨具有一定的相关性；分析该测压管水位与上游水位的相关性，相关系数为0.165，明显小于与降雨的相关系数。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,为分析降雨对0+687-2测压管水位的影响，建立该测压管水位统计模型。统计模型显示，0+687-2测压管统计模型入选了降雨因子，且降雨分量比重较大，约为35%，说明降雨对0+687-2测压管管内水位有较大影响，也进一步表明该测压管存在降雨形成的表水进入或渗入的可能。,某土石坝坝体渗流监测资料

13、初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,（三）土石坝坝体测压管水位与上下游水位相关性分析 该水电站土石坝坝体各测压管水位与上、下游水位的相关性分析结果见表3。,表3 测压管水位与上下游水位相关性分析,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,由表3可知： （1）黏土心墙上游侧测压管：与上游水位的相关系数大于或接近0.6，表明与上游水位存在明显的相关性；与下游水位的相关系数均小于或接近0.1，表明与下游水位的相关性很小。 （2）下游坝壳内测压管：与下游水位的相关系数均接近或小于0.5，表明与下游水位存在一定的相关性；与

14、上游水位的相关系数等于或小于0.2，表明与上游水位的相关性很小。 （3）黏土心墙下游侧测压管：与上游水位的相关系数在0.1650.381之间，总体来看，存在一定的相关性，但相关性不大。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,由表3可知： （4）位于同一断面的测点，靠近上游处的测压管，管内水位与上游水位的相关性明显大于下游处测压管与上游水位的相关性；靠近下游处的 测压管，管内水位与下游水位的相关性明显大于上游处测压管与下游水位的相关性。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,（四）坝体渗流

15、浸润线分析 影响坝体渗流状态的主要因素是上游水位、下游水位、降雨等，而这些因素时刻都在变化。实际的坝内渗流场，是随各主要环境因素变化而变化的一个非稳定的动态渗流场。 所谓确定浸润线位置，就是要找出一个与上下游工况相对应的浸润线。采用浸润线观测孔水位测值确定满足上述要求的浸润线，首先要消除受降水影响是数据，同时要消除库水位对所有测孔的滞后影响。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,确定出水库在较高水位下的土石坝0+687断面坝体浸润线如图4所示。从坝体浸润线简图可以看出：0+687断面浸润线降低较为明显，坝体心墙防渗体效果较好。,图4 坝体

16、0+687断面浸润线图（单位：m）,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,（五）初步分析结论 该土石坝各测压管水位基本正常，符合土石坝坝体渗流的基本规律。心墙上游侧测压管水位受库水位影响较大，测压管水位较高，变幅较大；心墙下游侧测压管水位受库水位影响有所降低，测压管水位略低，变幅略小；下游坝壳内的测压管水位较低，变幅较小，受库水影响较小。0+687-2测压管水位变幅较大，主要是由于坝址降雨形成的表水进入或渗入该测压管所致，不代表防渗体效果已降低。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,（五）初步分析结论 总体来看，该土石坝渗流状态基本正常，坝体防渗效果良好。但应加强心墙下游侧测压管的孔口保护，且有必要设防检查测压管之间的接头以及测压管管身是否存在破损，必要时应重新钻孔布置新的测压管。,某土石坝坝体渗流监测资料初步分析实例,资料分析的主要方法,任务七 土石坝监测资料整编与分析,小 结,本任务主要介绍监测资料整理与整编分析的内容、监测资料初步分析的方法。 通过本项目的学习，要求同学们掌握平时资料整理和定期资料整编的区别；理解资料初步分析的方法，能够对监测资料进行初步的分析。,The End，Thank You!,