[发明专利]高土石不过水围堰边坡失稳风险率检测方法

说明书

本发明涉及水利水电工程施工导流风险分析技术，其针对传统技术中对高土石不过水围堰边坡失稳风险率检测的不足之处，提出一种高土石不过水围堰边坡失稳风险率检测方法。(1)综合考虑水文、水力与填筑土石料力学参数随机性，构建了基于安全系数的高土石不过水围堰边坡失稳风险数学模型；(2)采用Monte‑Carlo方法耦合各随机性因素推求围堰前最高水位概率分布；(3)采用分层‑LHS抽样方法获取填筑土石料随机参数样本以提高抽样效率；(4)利用K‑S检验原理判断边坡安全系数的可接受的分布类型；(5)采用拟合优度指标确定最优概率分布，计算风险率。本发明适用于水利水电工程施工导流风险决策。

技术领域

本发明属于水利水电工程施工导流风险决策技术领域，具体涉及一种高土石不过水围堰边坡失稳风险率检测方法。

背景技术

在水利水电工程建设过程中，施工导流是贯穿水利水电工程建设全过程的关键环节之一，是施工组织设计的重要内容，牵扯导流建筑物的布置与设计、施工阶段划分、首台机组发电期等，影响工程建设全过程。众所周知，西南地区水电工程大多处于深山峡谷，汛期洪水位变幅大，高土石不过水围堰无疑成为最具竞争力的挡水围堰类型，如溪洛渡、白鹤滩、乌东德、两河口、双江口、长河坝等巨型水电工程普遍采用。然而，高土石不过水围堰形成库容较大，一旦发生边坡失稳事件，将严重影响工程本身的安全、进度及效益，并可能造成下游人民群众的人身伤害和财产损失。由于围堰运行期受到水文、水力、堰体填筑土石料力学参数等众多随机因素的影响，而堰坡失稳是导致溃堰的主要原因之一。因此，准确合理量化高土石不过水围堰边坡失稳风险率对于保证工程安全有重要意义，同时可为高土石不过水围堰设计优化等提供重要的科学依据。

当前，鲜见专家和学者开展高土石不过水围堰边坡失稳风险方面的研究。有学者采用 Monte-Carlo方法的多因素围堰边坡失稳风险计算方法，但未考虑最危险滑动面位置在每次模拟计算中是变化的。此外，土石围堰边坡风险计算常采用Monte-Carlo方法，需要大量的随机样本进行计算机模拟，相当耗时且编程繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对传统技术中对高土石不过水围堰边坡失稳风险率检测的不足之处，提出一种新的高土石不过水围堰边坡失稳风险率检测方法，准确、合理、高效地量化高土石不过水围堰边坡失稳风险率，为高土石不过水围堰设计、加固及优化、安全评价、风险控制等提供了重要依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高土石不过水围堰边坡失稳风险率检测方法，包括以下步骤：

a.构建基于安全系数的高土石不过水围堰边坡失稳风险数学模型；

b.采用Monte-Carlo方法耦合各随机性因素推求围堰前最高水位概率分布；

c.采用分层-LHS抽样方法获取填筑土石料随机参数样本；

d.利用K-S检验原理判断边坡安全系数的可接受的分布类型；

e.采用拟合优度指标确定最优概率分布；

f.进行高土石不过水围堰边坡失稳风险率求解计算。

进一步的，步骤a中，考虑汛期土石围堰堰前最高洪水位和围堰填筑土石料参数对边坡稳定的影响，则围堰边坡稳定安全系数为：