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我国是筑坝大国,遍布全国各地的大坝在国民经济发展过程中扮演着重要的角色。然而,随着服役年限的累积,大坝老化和病害问题越来越严重,老坝、病险坝数量日益增加,由此带来的大坝安全问题越来越受到人们的重视,与此相应的大坝风险分析也在世界范围内迅速展开。本文基于风险分析理论和方法,重点对大坝的可接受风险、防洪时变风险以及使用寿命的预测方法进行了相关的分析研究。主要内容包括以下几个方面:
(1)探讨了可接受风险标准的确定方法,参考国外发达国家可接受风险研究成果,从个人生命风险、社会生命风险、经济风险、社会与环境风险四个方面初步确定了适合我国国情的可接受指标。
(2)基于风险分析理论,对大坝安全性、可靠性及耐久性的定量分析方法进行了研究;探讨了大坝各项安全性的量化计算方法,分析了大坝使用期内结构抗力与作用荷载的时变过程,采用时变可靠度理论研究了结构耐久可靠性的变化规律。
(3)针对大坝防洪风险具有的时变效应,分析了影响大坝防洪安全的各随机变量的时变特性,建立了防洪时变风险分析模型,结合实例定量评估了大坝长期使用过程中库水位与坝顶高程的时变性,探讨了时变特性对大坝防洪安全的影响。
(4)依据时变可靠度分析方法,建立了预测重力坝使用寿命的数学模型:结合服役重力坝实例,基于结构抗力衰减模型的既有成果和继续使用期内可变荷载的计算模型,对大坝的剩余使用寿命进行了评估,从理论上证明了对重力坝使用寿命进行预测的可行性。