[发明专利]考虑参数不确定性的碾压混凝土坝施工质量综合评价方法

说明书

本发明公开一种考虑参数不确定性的碾压混凝土坝施工质量综合评价方法，该方法步骤包括：首先构建碾压混凝土坝施工质量评价指标体系，其次，建立压实度非线性回归模型以及层间结合质量指标非线性回归模型；然后，处理碾压混凝土坝的混凝土属性参数不确定性以及建立基于盲数理论的碾压混凝土坝施工质量评价模型；最后，进行碾压混凝土坝施工质量综合评价。本发明碾压混凝土坝施工质量综合评价方法考虑参数不确定性，促进施工质量评价研究的进一步发展，得到的评价结果与实际情况相符程度较高；在不确定性数学的基础上，并综合考虑压实质量和层间结合质量对施工质量的影响，实现坝面施工质量的综合评价，为施工质量控制提供了有效技术手段。

技术领域

本发明属于碾压混凝土坝质量评价技术领域，尤其涉及一种考虑参数不确定性的碾压混凝土坝施工质量综合评价方法，具体涉及一种同时考虑压实质量和层间结合质量及参数不确定性的碾压混凝土坝施工质量评价方法。

背景技术

碾压混凝土坝的筑坝技术是由美国的Laphael于1970年首次提出。由于这种坝形具有施工速度快、工程造价低、节约水泥等优点，被广泛应用于多个国家和地区，而如何合理地控制其施工质量也成为了研究热点。碾压混凝土的施工方法是通过机械的强力振动和碾压的共同作用，对超干硬混凝土进行压实，由于采用机械分层的施工方式，这种坝形存在层间结合面^[1]。因此，压实质量和层间结合质量成为了碾压混凝土坝施工质量控制的关键^[2]，对其施工质量进行评价需要综合考虑这两个方面的影响，这也是碾压混凝土坝不同于其他坝形的地方。

坝面压实度和层间结合质量指标一般是通过核子密度仪、钻孔取芯等现场实验获取的。然而，仅通过现场取样来评定碾压混凝土坝施工质量往往具有以下缺陷：1)由于监测点的随机性和不完备性，导致质量控制结果具有随机性、灰色性等不确定性特征；2)个别监测点的施工质量并不能代表全坝面的施工质量；3)同时还占用施工时间，影响进度。

实时监控技术的应用极大地提高了碾压混凝土坝施工质量的控制水平。在堆石坝填筑实时监控技术的基础上，结合碾压混凝土坝的施工特点，钟登华等^[3-6]人提出基于全球定位技术(GPS)和实时动态查分技术(RTK)的碾压混凝土坝浇筑碾压施工质量实时监控理论，并在龙开口、黄登、丰满等碾压混凝土坝成功应用。实时监控技术通过GPS技术实时定位碾压机械，并对机械的振动状态、施工过程等信息进行实时监控，有效地提高了施工管理水平。

影响压实度的参数主要有碾压参数和混凝土属性参数。基于实时监控技术，学者对于大坝和路面的压实质量评价发展分为三个阶段：第一阶段，以实时监控获取的碾压参数为主，研究碾压参数与压实质量之间的关系；第二阶段，通过现场实验获取混凝土属性参数的数据，综合考虑碾压参数和料源属性参数对压实质量的影响；第三阶段：在综合考虑碾压参数和料源属性参数的基础上，研究参数不确定性对压实质量评价的影响。目前的研究主要为(1)用实测的施工参数来评价压实度，从而评价压实质量^[7]；(2)提出能够表征压实质量的指标(如天津大学刘东海等提出的CV值^[8])，通过分析指标与参数间的关系来验证指标的代表性。针对混凝土属性参数样本数量较少且具有不确定性的问题，大部分学者通过假设混凝土属性参数服从某种分布来生成样本^[9-10]，但是在模型中未体现参数的不确定性特征，缺乏对混凝土属性参数不确定性的深入研究。即前两个阶段的研究成果已经较为丰富，但对于第三个阶段的研究还比较少。

评价层间结合质量的指标主要有抗剪强度、抗拉强度和抗渗性能。而影响层间结合质量的因素主要有层间间隔时间、混凝土稠度、压实情况、层面处理。当今学者多是分析各因素与评价指标之间的关系，研究采用何种措施、何种材料来改善层间结合的质量^[11]，而未涉及在考虑各个因素不确定性的基础上构建能够评价层间结合质量的评价模型的研究。

碾压混凝土坝施工质量评价过程中同时具有多种不确定性特征，如果不考虑参数不确定性，施工质量评价的研究便难以得到发展，评价结果也容易与实际情况产生偏差。