大坝安全监控理论

——大坝安全监控理论、方法与软件系统——大坝及坝基（3）综合评价专家系统（包括综合推理机、知识库、方法库、数据库和图库等一机四库）监测资料监测系统坝工理论和力学混沌理论突变理论模糊数学灰色系统时序分析法监控模型计算模型、参数、工况等反演分析设计、施工和运行等反馈分析（2）反分析（1）监控模型（4）大坝及坝基安全监控（工程应用）统计模型统计数学有限单元法确定性模型和混合模型——大坝安全监控理论、方法与软件系统——专业知识－大坝监测数据整编监测资料整编是定期或按照上级主管部门要求进行的系统、全面的监测资料整理工作，其工作内容是将大坝安全监测的各种原始数据和有关文字、图表（含影像和图片）等材料进行审查、考证，综合整理成系统化、图表化的监测成果，并汇编刊印成册或制成软盘。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——一、资料整编的内容平时资料整理计算、查证原始观测数据的可靠性和准确性；如有异常或疑点应及时复测、确认；如影响工程安全运行，应及时上报主管部门。定期整编刊印在平时资料整理基础上，按规定时段对监测资料进行全面整编、汇编和分析，并附以简要安全分析意见，编印后刊印成册。遵循的原则严肃性、及时性、可靠性。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——平时资料整理适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。及时进行观测物理量的转换，填写数据记录表格。随时点绘各观测物理量过程线图，考察和判断测值的变化趋势。随时整理巡查记录，补充或修改有关监测系统及观测设施的变动或检验、校测情况，并相应修改各种考证图表，确保资料的衔接与连续性。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——定期整编刊印汇集工程的概况、监测系统布置和各项考证资料，以及巡检的资料和有关报告、文件等。在平时资料整理的基础上，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。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。分析观测的变化规律及其对工程安全的影响，并对影响工程安全的问题提出处理意见。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。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——二、资料整编的工作流程①监测资料的搜集②监测物理量的计算③监测数据的补差和光滑④填表和绘图⑤原始监测资料的检验和误差分析⑥初步分析和文字报告编写⑦监测资料的检验和审查以及审定编印——大坝安全监控理论、方法与软件系统——三、监测资料的搜集搜集资料的内容范围：观测数据的采集。现场巡查资料。监测有关的设计资料。监测仪器设备及安装的考证资料。监测仪器附近的施工资料。已有的成果报告、技术警戒值、安全判据及其它技术资料。有关的工程类比资料、规程规范等。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——四、监测资料的搜集资料搜集的原则和要求：及时准确，尽可能全面、完整。做好校核工作，严防数据丢失。存储方法简洁、直观，便于保管、归档和查询，目录规范。资料的存储和表示方法：表格图形电子文件和数据库录音录像——大坝安全监控理论、方法与软件系统——五、原始观测资料的检验和处理A.原始数据的可靠性检验B.误差分析和处理过失误差随机误差系统误差C.粗差判别和处理人工判断法统计分析法——大坝安全监控理论、方法与软件系统——原始数据的可靠性检验逻辑分析方法作业方法是否符合规定。观测仪器性能是否稳定。各项测量数据物理意义是否合理，是否超过仪器量程和材料的物理限值，检验结果是否在限差以内。监测数据是否符合连续性、一致性、相关性等原则。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——①连续性检验0755025092-1291-1290-1289-1288-1287-1286-12有效土压力(KPa)1.20.90.60.3相对高度(m)库水位填筑AB——大坝安全监控理论、方法与软件系统——②一致性检验0755025092-1291-1290-1289-1288-1287-1286-12有效土压力(KPa)1.20.90.60.3相对高度(m)库水位填筑ABC——大坝安全监控理论、方法与软件系统——③相关性检验同类监测量比较相关监测量比较Py1R2R1S1LD2LDF——大坝安全监控理论、方法与软件系统——误差分析和处理过失误差可直接将其剔除，必要时可根据历史和相邻资料进行补差。随机误差也称偶然误差，总体上服从正态分布，可采用常规误差理论进行分析处理。系统误差可以通过校正仪器来消除。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——粗差判别和处理人工判断法包络线法3σ法统计回归法人工判断法是通过与历史的或相邻的观测数据相比较，或通过所测数据的物理意义判断数据的合理性。人工判断的另一方法是作图法，即通过绘制观测数据过程线或监控模型拟合曲线，以确定那些是可能的粗差点。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——包络线法利用统计分析或结构分析，将监测物理量分解为各原因量（水压、温度、时效）等分效应之和，用实测或预估方法确定各原因量分效应的极大、极小值，即可得监测物理量的包络线：()[()][()][()]()[()][()][()]()(),MaxfMaxfhMaxfTMaxftMinfMinfhMinfTMinftfMaxffMinff若或则为异常值——大坝安全监控理论、方法与软件系统——3σ法连续三次观测的测值：第i次观测的跳动值：跳动值的均值、方差和相对跳动特征：判别准则：qi311,,(2,3,,1)iiiUUUin112iiiidUUU11222()23nniiiiiiddddddqnn——大坝安全监控理论、方法与软件系统——六、监测物理量的计算A.物理量转换电阻式差动电阻式差动电容式、差动电感式振弦式需要进行初值校正和基点校正的测点混凝土应力计算B.基准值的确定C.丢失初值的估算——大坝安全监控理论、方法与软件系统——正垂线CBACBAC'B'A'C'B'A'BdCdBdAdCdCCBACBCCC——大坝安全监控理论、方法与软件系统——倒垂线CCBACBCCCCBACBAC'B'A'C'B'A'BdCdBdAdCd——大坝安全监控理论、方法与软件系统——引张线ABYX上游kididAdBdkkkkAkABBAxxxx——大坝安全监控理论、方法与软件系统——前方交会YXababPPpxdpydAABABpAABABpxctgxxctgyyxctgctgyctgxyctgxxyctgctg00pxpppyppxxyy——大坝安全监控理论、方法与软件系统——三点式裂缝计ACBabcyxD2222bcayc22xbv000xiyizixxyyzz——大坝安全监控理论、方法与软件系统——测斜仪ididiqiLsiniiiLdqD=?1sinlijjjLdq==?å——大坝安全监控理论、方法与软件系统——静力水准0bh0ih0bhijhHbjh0ih1020301020301020301020300ijihh0bbjhh0000()()()()bbjijiijbjibHhhhhhhhhD=-+-=---——大坝安全监控理论、方法与软件系统——静力水准——大坝安全监控理论、方法与软件系统——量水堰三角堰梯形堰无侧向收缩矩形堰5/21.4QHHb1:0.25HHbPHb1:0.25HHbPHb1:0.25HHbP3/21.86QbH=?3/2(0.4020.054)2HQgbHP=+鬃——大坝安全监控理论、方法与软件系统——混凝土应力计算A.监测方法总变形→应变计非应力变形量→无应力计坝体应变＝总变形－非应力变形量坝体应力：应变换算成徐变应力B.计算方法变形法：直接利用徐变试验求得的变形资料进行计算；松弛法，首先利用徐变资料算出松弛系数进行计算。——大坝安全监控理论、方法与软件系统——基准值的确定A.以初始值为基准值：如建筑物水平位移等B.取首次测值为基准值C.以某次观测值为基准值：如差阻式钢筋计、应变计等——大坝安全监控理论、方法与软件系统——初值的估算A.丢失初值指在仪器埋设和测取初始值时，已发生相当大的变形、渗流或应力应变。B.初始值的估算应注意的问题是：必须查明所丢失初值的各种相关情况；正确理解不同结构物的性态机理。C.初始值估算的方法数值计算方法工程类比法试验方法——大坝安全监控理论、方法与软件系统——监测数据的补差和修匀A.监测数据的补差全段拉格朗日一次插值法全段拉格朗日二次插值法B.监测数据的修匀三点移动平均法高斯平滑法——大坝安全监控理论、方法与软件系统——A.监测数据的补插①全段拉格朗日一次插值法②全段拉格朗日二次插值法ty1t02tt11(,)ty22(,)ty(,)tyty1t03tt11(,)ty33(,)ty(,)ty22(,)ty2t（a）线性插值（b）二次插值ty1t02tt11(,)ty22(,)ty(,)tyty1t03tt11(,)ty33(,)ty(,)ty22(,)ty2t（a）线性插值（b）二次插值112121()ttyyyytt231312123121321233132()()()()()()()()()()()()ttttttttttttyyyytttttttttttt——大坝安全监控理论、方法与软件系统——B.监测数据的修匀①三点移动平均法中央点的修匀值起测点的修匀值终测点的修匀值1111(,)(,)33iiiiiiiitttyyyty121112(,)(,)3yytyt12(,)(,)3nnnnnyytyt——大坝安全监控理论、方法与软件系统——B.监测数据的修匀②高斯平滑法22()211()()jiNttajiijytytew22()21jiNttajiwety0it高斯平滑tjtitpipjpip——大坝安全监控理论、方法与软件系统——七、填表和绘图A.报表定期报表不定期报表B.绘图过程线分布图相关图①监测仪器、测点情况表②监测作业情况表③监测数据报表——大坝安全监控理论、方法与软件系统——分布图0102030405060708090深2深4深6深8深10深12深14深16深18深20深22最大值最小值最大年变幅最大年均值最小年均值0.020.040.060.080.0100.0120.0140.0-1.5-1.0-0.50.00.51.0位移值(mm)测点高程(m)实测曲线拟合曲线-2S+2S0.5030.5250.5390.5820.5570.5590.5690.5380.86169.5坝基剖面正应力分布不同日期的测斜孔曲线图——大坝安全监控理论、方法与软件系统——相关图——大坝安全监控理论、方法与软件系统——八、监测资料的初步分析A.异常1：变化趋势突然加剧或变缓，或发生逆转，如从正向增长变为负向增长，而从已知的原因量变化不能作出解释。755025090-1289-1288-1287-1286-12扬压力(m)100——大坝安全监控理论、方法与软件系统——八、监测资料的初步分析B.异常2：出现与已知原因量无关的变化速率。755025090-1289-1288-1287-1286-12扬压力(m)100——大坝安全监控理论、方法与软件系统——八、监测资料的初步分析C.异常3：出现超过历史极值（最大值、最小值）、设计计算值、安全监控限值或数学模型预报值。755025090-1289-1288-1287-1286-12扬压力(m)100——大坝安全监控理论、方法与软件系统——九、文字