[发明专利]一种水库最优放水速度确定的方法

说明书

一种水库最优放水速度确定的方法，涉及安全风险评估技术领域，包括如下步骤：步骤1、建立水库大坝数学模型，在最高水位相同条件下，设计不同的放水速度；步骤2、获取某一放水速度下不同时步对应的浸润线位置；步骤3、在不同时步对应的浸润线位置下，获取水库大坝的失效样本，计算对应的失效概率；步骤4、重复步骤3获得多个失效概率的最大值；步骤5、改变放水速度，获取放水速度与水库大坝最大失效概率之间的关系曲线，根据期望失效概率得到水库最优放水速度。本发明提出了一种水库最优放水速度确定的方法，通过该方法可评估最优放水速度，有利于大坝的安全稳固。

技术领域

本发明涉及安全风险评估技术领域，具体涉及一种水库最优放水速度确定的方法。

背景技术

在实际边坡工程中，经常会因为其遭遇水库水位下降而引起的边坡失稳现象，因此控制大坝水位下降速度对大坝稳定性的影响尤为重要。

对于水位下降使大坝失稳主要是由于水位以不同的速度下降时，大坝中的浸润线并没有随着边坡外水位同时下降，大坝土体的孔隙水压力来不及消散，而坝坡外水位提供的静止水压力由于升降后消散，土体底部的竖向有效法应力减小，总应力保持不变，这样会极易造成大坝失稳。

由于对水库水位下降速度对大坝稳定性的影响的研究还不够全面，水库放水速度的选取仍然面临挑战，因此亟需一种确定水库最优放水速度的方法。

发明内容

为了解决这些问题，本发明提出了一种水库最优放水速度确定的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种水库最优放水速度确定的方法，包括如下步骤：

步骤1、建立水库大坝数学模型，在保证最高水位相同的条件下，设计不同的水库放水速度；

步骤2、获取水库大坝在某一放水速度下不同时步对应的浸润线位置；

步骤3、在不同时步对应的浸润线位置下，考虑水库大坝材料的不确定性，利用蒙特卡罗抽样方法并结合极限平衡方法中的斯宾塞法获取水库大坝的失效样本，进而计算水库大坝特征浸润线位置对应的失效概率；

步骤4、重复步骤3获得多个失效概率，并取其最大值；

步骤5、改变放水速度，获取放水速度与水库大坝最大失效概率之间的关系曲线，最终根据期望失效概率得到水库最优放水速度。

优选的，所述的步骤1中，给出p个水库放水速度值，记为V₁，V₂，V₃，……Vp。

优选的，所述的步骤2中，在放水速度V_i下，利用Geo-studio中Seep/w模块产生N个时步A₁，A₂......A_N及其浸润线位置。

优选的，所述的步骤3中，在时步A_i对应的浸润线位置下，基于随机方法利用Matlab软件产生M个土层参数样本X₁，X₂，……，X_M，基于极限平衡方法中的斯宾塞法计算出X₁，X₂，……，X_M相应的安全系数Fs₁，Fs₂，……，Fs_M；若Fs_i1，则称X_i为失效样本，如此重复进行共获取m个失效样本，计算第A_i个时步对应的大坝失效概率P_fi＝m/M。