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1、水利工程低弹模混凝土防渗墙适应性评价研究 - 工程设计 摘要:低弹模混凝土防渗墙由于其弹模小,与周围变形能够较好协调, 在许多水利工程中得到应用,但由于工作条件较为复杂,其适应性影响 因素较多,目前尚没有一个完全成熟的评价体系及方法。因此,针对水 利工程特点,建立低弹模混凝土防渗墙适应性评价体系,并借助多层次 模糊综合评判模型,结合工程实例加以分析。分析结果符合工程实际, 表明该适应性评价体系有效,评价方法可行,为今后水利部门对低弹模 混凝土防渗墙在实际工程的适应性评价提供了一种手段。关键词: 低弹模;防渗墙;测度评价; 模糊综合评判防渗体系以其结构重要性、技术复杂性、投资比重大等因素,在水
2、利工程中占有重要位置。在土石坝枢纽工程中,防渗体系关系到地基 的稳定、大坝的安危,许多大坝失事大都由于防渗体系遭到破坏或失 效,因此备受关注。作为水利工程防渗体系的主体部分,低弹模混凝土 防渗墙的效果较为可靠,近几年,在土石坝除险加固工程中得到了广泛 应用1, 2。但如何对工程中已实施的低弹模防渗墙作评价,目前尚无 这方面的研究。本文根据水利工程特点,首先建立了低弹模防渗墙适 应性评价测度体系和标准,并借助模糊综合评判法进行分析,为管理单 位、设计单位等提供一种思路和方法。1 评价测度体系构建影响低弹模混凝土防渗墙适应性的因素3-5是多方面的,应全方位 综合考虑,为此,遵循全面性、代表性、独立
3、性、简约性以及可操作性 等原则,深入调查工程防渗墙设计、施工、检测等情况,初步确定防渗墙适应性测度,同时广泛征求专家、行政管理部门以及施工单位的意 见和建议,在此基础上,初步建立防渗墙适应性测度体系。2 防渗墙适应性评价标准 要对水利工程上的低弹模混凝土防渗墙的适应性作出评价,首先必 须对所拟定的测度特性的“优” 、 “ 劣” 状况做出评价。测度特性和最终 评价目标评价等级数量划分的多少,是一个涉及到已有方法、相应规 范、实践经验、人类心理活动等多方面因素的问题。若等级数量划 分得过少,将不利于防渗墙适应性状况真实合理地反映;若等级数量划 分得过多,又会加大确定等级间界限的难度。参照国内外各种
4、综合测 度分级方法将防渗墙适应性等级划分成 5 个:完全适应、较适应、基 本适应、弱适应、不适应,定量表示为1, 0. 8 、(0. 8, 0. 6 、(0. 6, 0. 5、 (0. 5, 0. 4、(0. 4, 0 。3 权重集确定考虑到各测度所起的作用不同,为了使评价结果更切合实际,必须赋 予不同的权重。本文采取 AHP 确定权重6, 即先根据评价因素间的 相对重要性进行标度,再根据标度构建判断矩阵,利用方根法求出判断 矩阵的最大特征值及其对应的单位特征向量(即权向量), 最后对判断 矩阵进行一致性检验,检验权重是否合理,若不合理则调整判断矩阵, 直到具有满意的一致性为止,具有满意一致性
5、的判断矩阵所确定的权 向量就是所求权重。4 评判模型适应性受到多种因素的影响,我们把每一种因素用一个评语来代表,假设有 m 个评语,它们构成一个评语论域 U:U = u1,u2,uj,um, (j=1,2,m)。(1)式中 uj 代表第 j 个评语。对于每一个评语,把它适当的分成若干 等级,以衡量其重要的程度,假设每个评语分成 n 个等级,则它们将构 成等级论域 V:V = v1,v2,vj,vn, (j=1,2,n) 。(2)式中 vj 代表第 j 个等级。由于适应性程度和适应性分级标准都 具有不确定性,所以用隶属度来确定分级界限更为合理。设 vj 和 vj+1 为相邻 2 级的分级标准,且
6、 vjvj+1, 则 vj 级隶属函数为 r(x) =x-vjvj- vj+1 , vj+1xvj ;0 , xvj+1, x vj 。vj+1 级隶属函数为 r(x) =vj-xvj-vj+1 , vj+1xvj ;0 , xvj+1, x vj 。一个评语对所有 的等级的隶属度构成一个模糊向量 Y,第 j 个评语的模糊向量可表示 为 Y= r1j,r2j,rij,rnj 。(3)所有评语的模糊向量构成一组模糊关系,记模糊变换矩阵 R:R=r11r21rn1r12r22rn2 r1mr2mrnm 。(4)因为在 m 种因素中,每种因素对低弹模混凝土防渗墙适应性标 准影响程度不同,所以必须给每
7、个评语加上适当的权重,这些权重亦构 成一个模糊向量A:A= w1,w2,wj,wm 。(5)其中 wj 是第 j 个评语的权重。将模糊矩阵R 和模糊向量A 合 成,做一次模糊变换:Y =A R= w1,w2,wj,wm; r11r21rn1r12r22rn2 r1mr2mrnm= y1,y2,y3,yn 。(6)通过模糊变换而得出的模糊向量Y 为Y= y1,y2,yi,yn 。 (7)即为所要得到的低弹模混凝土防渗墙适应性分析的结果,其中 yi 代表低弹模混凝土的适应性对第 i 个等级的隶属度。5 工程实例分析5.1 工程概况源口水库位于浙江省武义县境内的熟溪上游,原拦河坝为黏土心墙 砂壤土坝
8、壳土石坝,坝高 40. 5 m, 总库容 2 390 万 m3。水库以灌溉、 供水为主,兼顾发电、防洪、养殖等综合利用。为保证水库下游的防 洪安全及充分发挥水库的综合作用,需对水库进行打防渗墙为主体的 除险加固工程。防渗墙轴线位于坝轴线下游 0. 4 m, 防渗墙全长 480. 1 m,桩号坝 0+009. 3 m 至坝 0+489. 4 m, 共分 60 个槽段。设计墙厚 80 cm,伸入弱风化基岩0. 5 m, 墙顶浇筑高程 208. 50 m 。5.2 多级模糊综合评判模型根据适应性评价测度体系以及源口水库防渗墙设计、施工、检测 等情况,对各个测度赋值,并建立如图 1 的测度体系。5.
9、2. 1 权重集确定根据改进的 0. 10. 9 标度法建立“变形模量” 、 “强度”、 “ 抗渗性”、 “施 工质量”、 “耐久性”、 “ 周边条件” 、 “ 其他”评价测度的模糊一致性矩阵 R。R= (rij)mm=0.5 0.7 0.9 0.8 0.9 0.9 0.90.3 0.5 0.7 0.6 0.7 0.7 0.70.1 0.3 0.5 0.4 0.5 0.5 0.50.2 0.4 0.6 0.5 0.6 0.6 0.60.1 0.3 0.5 0.4 0.5 0.5 0.50.1 0.3 0.5 0.4 0.5 0.5 0.50.1 0.3 0.5 0.4 0.5 0.5 0.5
10、。计算得到上 述测度层各测度的权重向量:W =wi=0.218 0.168 0.118 0.143 0.118 0.118 0.118。同法计算测度层、测度层各测度权重向量。 5. 2. 2 模糊变换矩阵确定根据梯型隶属度,计算“变形模量” 下一级测度“配合比(0. 75)”、 “混凝 土原材料质量(0. 70)”、 “检测结果(0. 72)”、 “变形观测资料(0. 70)” 可以 得出模糊变换矩阵 R1:R1=0. 00 0. 75 0. 25 0. 00 0. 000. 00 0. 50 0. 50 0. 00 0. 000. 00 0. 60 0. 40 0. 00 0. 000. 0
11、0 0. 50 0. 50 0. 00 0. 00 。同 法推求 R2-R7。5. 2. 3 一级综合评价依据模糊综合评价理论,对测度层进行综合评价。B1=A1 R1=0. 00 0. 39 0. 13 0. 00 0. 00 。同法依次推求 B2-B7。5. 2. 4 二级综合评价进行归一化处理后,对测度层进行综合评价。即得:B =A R=0. 218 0. 168 0. 118 0. 143 0. 118 0. 118 0. 118 0. 00 0. 75 0. 25 0. 00 0. 000. 00 0. 61 0. 39 0. 00 0. 000. 40 0. 60 0. 00 0.
12、00 0. 000. 00 0. 77 0. 23 0. 00 0. 000. 00 0. 60 0. 40 0. 00 0. 000. 11 0. 34 0. 55 0. 00 0. 000. 00 0. 55 0. 45 0. 00 0. 00=0. 067 0. 163 0. 065 0. 00 0. 00 。按照最 大隶属度原则(0. 163),源口水库大坝低弹模混凝土防渗墙在实际运 用中适应程度属于较适应。评价结果表明该工程低弹模混凝土防渗 墙可以满足工程实际需要,但其配合比仍可进一步优化。6 结 语(1)通过对涉及防渗墙适应性的各影响因素进行分析,认为变形模量、 强度、抗渗性、施工
13、质量、耐久性、周边条件、墙身及墙厚等是低 弹模混凝土防渗墙在水利工程适应性的主要影响因素,在此基础上建立了防渗墙适应性评价测度体系。(2)采用多级模糊综合评判法客观地评价低弹模混凝土防渗墙适应 性,工程实例表明,该法具有很强的分辨力和较高的灵敏度,评价结果 符合工程实际,也为水利部门对低弹模混凝土防渗墙在实际工程运用 适应性状况评定提供了一种新方法。参考文献:1 黄荣卫.低弹模混凝土防渗墙在土石坝工程中的应用J.大坝 与安全, 2006, (3): 50-54. (HUANG Rong-we.i Application of low elastic modulus concrete anti-
14、seepagewall in embankment dams J. Dam & Safety,2006, (3): 50-54. ( in Chinese)2 李煊明.塑性混凝土墙在病险土石坝加固中的应用J.中国农 村水利水电, 2009, (6) : 79-81. (LIXu-an-ming.Research on the application of plastic concretewalls to the reinforcementofdangerous earth-rockfilldamsin fujian provinceJ.China RuralWater andHydropow-
15、 er, 2009, (6) : 79-81. ( in Chinese)3 周土香.低弹模混凝土防渗墙在龙游县社阳水库除险加固工程 中的应用J.浙江水利水电专科学校学报,2007, (3): 23-25. (ZHOU Tu- xiang. Application of lowelasticmodulus concrete impervious core in SheyangDamMand J. Journal of Zhejiang Water Conservancy andHydropowerCollege, 2007, (3) : 23-25. ( in Chinese)4 尉高洋.低弹
16、模混凝土防渗墙设计实例分析J.水利水电技术, 2006, (5): 51-53. (WEIGao-yang.Analysison design of impervious core made of concrete with lowerelastic modulus J. Water Resources and Hydropower71 第 7 期马福恒等 水利工程低弹模混凝土防渗墙适应 性评价研究 Engineering, 2006, (5): 51-53. ( in Chinese)5 江 影.防渗墙混凝土的特性及其性能研究J.浙江水利科技, 1998, (3): 3-4. (JIANG Ying. Characteris-tics
