一般而言,大坝基础扬压力的大小及其变化主要受上游库水位的影响,其次受下游水位、坝基温度等影响,而受降雨的影响则通过库水位的升降变化得以间接反映。此外,由于坝前淤积和坝基防渗体防渗效应的变化,产生时效影响等。统计模型具有以下形式
式中:U 为坝基扬压力;Uhs为水压分量;UT为温度分量;Uθ为时效分量。
(1)水压分量Uhs。一般而言,库水是坝基地下水的重要补给源;库水位高,扬压力水头大;但后者的变化相对于前者往往具有一定的时间滞后。因此,水位分量可表示为
式中:hi为观测日前1d、前2d、前3~4d、前5~15d的平均库水位(i=1~4);ha为对应观测点的基岩高程或下游水位高程;ai为水压分量因子回归系数(i=1~4)。
(2)温度分量UT。根据已有的统计资料,坝基扬压力的变化还与气温的变化有一定关系:气温下降,扬压力上升;气温上升,扬压力下降;呈有规律变化。其机理在于:由于坝体介质的热胀、冷缩性,对于基础岩体相应地产生了挤压、拉伸作用,从而导致传递渗透压力的岩体结构面的开度发生变化。在实际工作中,往往缺少基岩温度实测资料,为此温度分量一般采用周期项来表示
式中:t 为观测日至始测日的累计天数;b1i、b2i为温度分量因子的回归系数(i=1~2)。
(3)时效分量Uθ。时效分量Uθ的组成比较复杂,它与坝前库底淤积等因素有关。一般采用如下形式
式中:c1、c2为时效因子回归系数;θ为观测日至始测日的累计天数除以100;每增加一天,θ增加0.01。
综上所述,坝基扬压力的统计模型可表达为(www.daowen.com)
式中的符号意义同式(4.2.1)~(4.2.4)。
关于上述坝基扬压力统计模型的有效性,可以采用以下指标进行评价。
(1)计算误差。可用绝对误差、相对误差以及平均相对误差来表示。其表达式分别为
(2)复相关系数R。其表达式为
(3)剩余标准差。其表达式为
式中:(n-L-1)为剩余平方和的自由度;其余符号意义同前。显然,式(4.2.8)中,剩余标准差Sy的大小反映了统计模型所表示的计算值与实际值之间的离散程度,其值越小,说明回归效果越好,模型精度越高;否则模型精度较低。
(4)复相关系数的检验。由上述分析知,R 是衡量U 占Syy的比重,R 越大,说明回归效果越好;反之则差。需要进行统计检验来确定R 值为多大时,回归方程才有效,这就是进行复相关系数检验的意义。一般,可采用F 检验来实现。其表达式为
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