基于风险概念的高土石坝渗透破坏评价方法研究

发布时间：2020-10-16 10:30

　　 水库大坝是减少洪水等自然灾害的主要工程手段,由于其工程安全的重要性,特别是工程失事后对下游的生命、财产、环境等都会造成巨大的影响。人们对现有水利工程的安全可靠程度要求正逐步提升,并渐渐由“工程安全”向“工程风险”的观念转变。本文基于风险概念,针对高土石坝的渗透破坏评价方法开展了相关研究,取得了如下成果:1、考虑到美国大坝建设及管理起步较早,且我国与美国的大坝安全管理背景及模式具有一定的相似性,本文以美国的大坝安全管理制度为例,从水库大坝的风险管理入手,整理总结了美国大坝的安全管理制度及风险管理的发展过程,并以奥洛维尔水库溢洪道事故为出发点,探讨了水库大坝风险管理在降低大坝事故风险方面的重要意义,为我国水库大坝风险管理理念的转化提供了帮助,认为在下一阶段的大坝安全管理过程中需强化风险概念,正视风险,正确认识水库大坝存在的客观风险,并大力发展相关技术手段,从而更好的控制风险、保障大坝及下游人民群众生命财产安全。2、渗透破坏是土石坝除漫顶溃坝外最主要的破坏形式,且现阶段暂无适用于渗透破坏风险的快速研判指标和方法。对于土石坝而言,相对较大的渗流通常集中于土石坝的防渗体部位,进而导致溃坝,而渗流量的大小不仅取决于防渗系统的完整性,还与坝高、坝体形状、防渗体形状及库水位等因素息息相关。防渗系统的完整性在一定程度上可以表示大坝的渗流安全水平,但该指标很难定量进行表达。本文提出了一种适用于多种薄防渗体土石坝在稳定渗流条件下的渗流状态概化方法,通过该方法可以较为精确和快速地计算防渗系统渗透系数的整体表观值。同时,介绍了防渗系统评价系数这一概念,建议了以防渗系统评价系数作为评价指标的渗流安全状态简化评价方法。将该方法应用于多个可压缩的和不可压缩的薄防渗体土石坝工程算例,证明该方法适用于不同类型薄防渗体土石坝的渗流破坏状态与风险的评价。3、在薄防渗体土石坝稳定渗流状态评价方法的基础上,考虑到大坝的渗透破坏风险受运行时间和库水位影响较大,本文基于有限案例的数据库,提出了一种基于工程类比评价方法的渗透破坏概率计算方法,同时,针对当前缺乏混凝土面板坝溃坝资料这一现状,提出了一种基于贝叶斯理论的渗透破坏失效概率计算方法。考虑到两种方法各自的优势与不足,最终提出了一种结合上述两种计算方法的综合评价计算方法。在综合评价计算方法中,采用贝叶斯分析方法将大坝投入安全运行后的运行过程进行逐个时间段的计算,并采用工程类比的方法对贝叶斯方法中先验分布的参数进行调整,进而反映出大坝的实际运行状态。对于本文提出的综合评价方法,各分析时段内的动态渗透破坏失效概率等于两种单一方法计算结果的加权对数平均值。据此,则可以建立起混凝土面板坝渗透破坏失效概率与防渗系统评价系数之间的关系。最后,将此方法应用于三座混凝土面板堆石坝工程算例,证明本方法能够较好的区分面板坝的风险状态,并且可以动态地计算出混凝土面板坝的渗透破坏概率,从而更好地为高土石坝风险评价提供思路。
【学位单位】：中国水利水电科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV223.4
【部分图文】：

故水库大坝的风险管理己经成为了工程界所关注的热点问题。??在现有的认知程度上，风险管理主要包括风险分析、风险评价、风险评估、风险处??理及风险标准等一系列技术（如图１．２）。其中，风险分析、风险评价等步骤需要对风险??２??

中国水利水电科学研宄院学位论文??３、事件树分析法（Ｅｖｅｎｔ?Ｔｒｅｅ?Ａｎａｌｉｓｙｓ）?＞６；３７］。该方法以初始事件为起点，根据发展顺序对可能出现的后续问题进行逐条分析，并以树状图的形式表达出来，直至破坏。该方法逻辑关系明确，但可能会由于计算因素过多而导致事件树过于繁琐，计算量过大。??一

析步丨第一步丨第二步?｜第三步丨?计算结果??｜事件成功３ｓ?事件Ａ成功??ＰＡ＝（Ｐ，ＥＸＰｌｓ）（Ｐ２ｓＸＰ３；?ｉ事件成功２Ｓ?ｉｓＡ?２Ｓ八ｉ事件成功Ｉｓ?事件失败３ｆ?事件Ｂ失败??ＰＢ＝（ＰＩＥ）（Ｐｌｓ）（Ｐ２ｓ）（Ｐ３件ＩＥ?事件失败２ｆ??事件Ｃ成功??ＰＣ＝（Ｐ［Ｅ）（Ｐ，ｓ）（Ｐ２ｆ）??雜规Ｉｆ??事件Ｄ失败??ＰＤ＝（Ｐ１Ｅ）（Ｐｌｆ）??图１．４事件树分叉示意图??分析法（ＦａｕｌｔＴｒｅｅＡｎａｌｙｓｉｓ）?［３６］。该方法针对某一特定结果，也可以理解为事件树分析法的反向推理形式。该方法逻辑过程中可能存在多条推理路径，以致故障树不唯一。??匕笔果事??
【参考文献】

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本文编号：2843136