CN104535346B - 一种混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法，包括以下步骤：步骤1：布置大坝基准监测点和变形监测点；步骤2：采用检测装置检测水库区坝前库水位值；步骤3：获取和处理大坝位移变形量实时监测数据；步骤4：确定大坝库水位动力卸加载参数和位移响应参数；步骤5：确定大坝库水位动力卸加载位移响应比参数；步骤6：确定大坝实时损伤稳定性系数；步骤7：确定大坝损伤灾变预警判据与稳定性评价。

Description

一种混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法

技术领域

本发明涉及大坝的损伤稳定性评价与监测预警技术领域，特别涉及基于库水位动力变化的混凝土重力危坝抗滑稳定性检测参数、评价方法与监测预警领域。

背景技术

据国际大坝委员会统计，世界上坝高15m以上大坝共有5万多座，中国有2万多座，占44％，混凝土坝约占一半。我国大坝多数是20世纪50-70年代建造的，由于历史原因，当初修建的大坝存在防洪标准低、施工质量差和安全隐患多等问题。目前，按照设计标准，在世界范围内许多大坝在长期服役状态下达到甚至超过了设计寿命，称为危坝，坝体出现不同程度的老化特征，易产生严重的损伤灾变安全隐患，导致大坝的长期性能退化。若不能及时发现和排除这些隐患，将会影响大坝的安全运行和水库综合效益的发挥，同时也给下游的城镇、交通和人们的生命财产造成威胁，甚至将带来不可想象的毁灭性灾难、事故。由于各方面的局限，大坝的设计和建设无法做到万无一失，大坝运行中也可能出现溃坝安全问题，因此，加强大坝安全监测成为非工程措施中极为重要的一个方面，大坝安全稳定问题显得日益突出。实际工程中，如何对大坝在运行期间的抗滑稳定性进行有效监测，并依据监测结果和库水位动力检测参数对其抗滑稳定性演化趋势及溃坝风险做出科学准确地预测预报是水利工程安全评价领域亟待解决的重要问题和难题。

由于重力坝的抗滑稳定问题比较复杂，其分析方法尚无统一和明确的规定，需根据具体情况参考类似工程经验做出判断。重力坝抗滑稳定问题的分析和解决方法都是：以刚体极限平衡法为主，辅以有限元分析或模型试验，验算以整体安全度为主，辅以对局部安全度的检查，采用的安全度标准比正常条件的高一些。主要方法具体如下：①刚体极限平衡法。将失稳块体视为一个或若干个整体滑移的刚体，研究它达到临界失稳状态的条件，从而估算其稳定性。其概念清楚、计算简便，有配套的设计准则，但不能准确的评价坝体稳定安全度。②有限单元法。借助计算机技术和有限元原理，提供坝体及坝基内各点的应力及应变值，算出沿软弱面上的局部安全系数，由此估算整体抗滑系数。其采用弹性理论，比刚体法更合理精确，但缺少相应的判别准则。③模型试验法。其必须反映坝体内的各种情况和性质，否则与原型无相似之处，失去试验的意义，且其较麻烦，只在重大工程上作为补充参考。④分项系数法。最新的《混凝土重力坝设计规范》在原基础上采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态设计表达式进行结构的稳定性验算。其结果隐含地反映规定的可靠度水平，是新规范推荐的方法。⑤可靠度方法。将结构参数视为随机变量，与现有的力学计算方法相结合进行结构计算和可靠性分析。

鉴于上述大坝稳定性检测与评价方法的现状与不足，本发明拟建立和确定一种基于位移监测和库水位动力耦合检测参数与有效定量评价方法，并克服上述大坝预测评价方法存在的不足和局限性，在混凝土重力危坝抗滑稳定性评价与监测预警领域具有重要的应用价值。

发明内容

本发明针对上述方法的不足和缺陷，提供一种混凝土重力危坝抗滑稳定性的库水位动力检测参数与方法，准确评价混凝土危坝出现整体滑移的可能性，为大坝抗滑稳定性有效监测预警与科学治理提供有效可行的检测与评价方法。具体发明思路是将大坝库水位的动力变化作为大坝的加载动力参数，将大坝位移的动力响应变化作为大坝对于库水位加载动力的位移响应参数，以大坝的动力参数和位移响应参数为依据，确定大坝的库水位动力卸加载位移响应比耦合预测参数，并运用损伤力学的基本原理，确定该动力预测参数与传统稳定性评价方法中稳定性系数的定量关系，以此建立一种基于库水位与位移变化的大坝稳定性系数测定方法。为此，在对大坝库水位动力卸加载位移响应比参数进行实时监测的基础上，以稳定性系数为判据准则，对大坝的损伤灾变与稳定性进行评价与预测预报。

为实现上述目的，本发明采用如下步骤的技术方案：

一种混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法，包括以下步骤：

步骤1：在坝体表面和坝体内部布置监测点，在监测点的位置布置监测仪器，且在监测大坝体以外稳定的基岩或无变形的区域设置基准监测点；

步骤2：采用水位监测系统检测水库区坝前库水位值；为相关工程技术人员实时提供坝前库水位动态数据；

步骤3：利用步骤1的监测仪器获取大坝位移变形量，利用户外数据收集装置将数据实时传输到智能远程监测站，对传输数据初步处理分析；

步骤4：根据步骤2和3获得的数据，确定大坝库水位动力卸加载动力参数和位移响应参数；

步骤5：根据步骤4获得的数据，确定大坝库水位动力卸加载位移响应比参数；

步骤6：根据步骤5获得的数据确定大坝实时损伤稳定性系数；

步骤7：通过对上述步骤中确定的大坝动态稳定性系数与传统安全系数比较，对大坝的损伤灾变风险进行动态监测预警与稳定性评价：即当大坝动态稳定性系数大于传统安全系数时，则判定大坝处于稳定状态；当大坝动态稳定性系数大于传统安全系数时，则判定大坝处于不稳定状态。

所述的步骤1中布置大坝基准监测点和变形监测点，具体如下：

在大坝变形监测布置设计中，要充分地考虑到影响坝体变形的各种因素，坝体表面监测点在坝面上呈网格状布置，以求能较准确地反映出坝体变形的全貌。坝体内部监测点以面的形式布置，将大坝切成左、中、右三个面，在每个监测面上监测点呈对应网格状布置，将监测仪器布置在坝体变形分布中最重要、最敏感的部位(大坝最高处、合龙段、坝内有泄水底孔处及闸房处)，且与坝体表面监测点相对应。由此形成空间监测布置，以较全面地掌握坝体变形的空间分布规律；为避免库区蓄水的影响，基准监测点需远离坝区，应选在监测大坝体以外稳定的基岩或无变形的区域。

步骤2中采用检测装置检测水库区坝前库水位值具体如下：

采用雷达水库水位监测GPRS远传系统“水位远程监控系统”，监测坝前库水位值，该系统能够实时在线监测库水位参数。系统采用集散式控制结构，通过高精度传感器及高敏感器件遥测库水位信息；经过计算机分析处理，通过GPRS模块把库水位数据传回监控中心实时监控，为相关工程技术人员实时提供坝前库水位动态数据。

所述的步骤1中的监测仪器的布置要保证埋设的监测设备与坝体和坝岸紧密耦合，设备之间相互独立、互不干涉，且保证每个监测点位移变化值得到有效监测；

所述的步骤3利用户外数据收集装置将数据实时传输到智能远程监测站，对传输数据初步处理分析，并录入表格。大坝安全监测自动化系统应注意可靠性、准确性，同时应选择简单、实用的设备进行人工观测，虽然当前自动化监测的精度最差也远高于人工观测，但为了避免监测数据漏失，在布置自动化监测设备时，应并行布置人工观测设备，以备必要时的校测。

步骤4大坝库水位动力卸加载参数和位移响应参数的确定方法具体如下：

1)库水位卸加载动力参数的确定

根据监测数据确定大坝的统计分析与预测周期，并以此周期为基础预测单位统计大坝某月库水位H_i和上月库水位H_i-1的差值ΔH：

ΔH＝H_i-H_i-1 (1)

将式(1)中ΔH作为水动力卸加载标准。当ΔH＞0时，判定对大坝是加载；当ΔH＜0时，判定对大坝是卸载。将ΔH分别按每个卸加载周期的卸加载正负值进行统计并取其平均值，可分别得到卸加载序列的库水位卸加载参数和

2)位移卸加载响应参数的确定

在单位统计分析与预测周期内，其大坝的卸加载位移响应参数则是以位移加速度a＝0为基准，a＜0小于零的为卸载响应值，a＞0为加载响应值。将大坝位移加速度分别按卸加载响应正负值进行统计并取均值，从而得到卸加载序列的位移加速度响应均值和

步骤5中大坝库水位动力卸加载位移响应比参数的确定方法具体如下：

1)大坝卸加载响应率的确定

根据现代非线性科学理论，将大坝位移加速度卸载响应均值与其相应的库水位动力卸载均值之比定义为大坝动力卸载位移响应率X_-，同样将大坝位移加速度加载响应均值与其相应的库水位动力加载均值之比定义为大坝动力加载位移响应率X₊，即：

2)大坝库水位动力卸加载位移响应比参数的确定

根据公式(2)和(3)及卸加载响应比的定义(见原理1)，可确定大坝库水位动力卸加载位移响应比参数为：

步骤6中大坝实时损伤稳定性系数的确定方法具体如下：

1)大坝损伤变量和卸加载响应比参数定量关系

依据损伤力学基本原理(本发明原理(2))，大坝坝体损伤变量D和卸加载响应比参数Y的定量关系为：

D＝1-Y (5)

式(5)表明大坝的卸加载响应比参数Y与其坝体损伤变量D之间存在一一对应的定量关系。

2)大坝实时损伤稳定性系数的确定

根据大坝的损伤变量与极限平衡法确定的稳定性系数的定量关系(见原理3)和公式(5)，可以确定大坝实时损伤稳定性系数为：

式(6)表明，卸加载响应比与大坝稳定系数之间存在着一一的对应关系，其中D_t表示大坝任意时刻损伤变量，F_t表示大坝实时损伤稳定性系数；Y_t表示与D_t对应时刻的卸加载响应比参数。

步骤7：大坝损伤灾变预警判据的确定与稳定性评价

根据极限平衡法，在大坝设计实际工作中，通常给稳定性系数设定一个安全储备得到一个安全系数K作为其稳定性与否的判据，大坝的稳定性安全系数K根据工程实际条件，依据相关大坝设计规范(如碾压式土石坝设计规范(DL/T 5395-2007)，混凝土重力坝设计规范(SL319-2005))确定。通过对上述步骤中确定的大坝动态稳定性系数F_t与传统安全系数K比较，可以快速、准确的对大坝的损伤灾变风险进行动态监测预警与稳定性评价：即当F_t≥K时，则判定大坝处于稳定状态；当F_t≤K时，则判定大坝处于不稳定状态。

本发明的理论依据与基本原理如下：

1、卸加载响应比参数及其特点

现代非线性科学理论认为，同一事物，处于不同的发展演化阶段，其对外界扰动的响应是不一样的。若将系统发展过程中可能遭受的各种外界因素，如库水位升降、地下水变动、人类工程活动等通称为广义荷载作用，并用M来表示；将系统经受广义荷载作用后所产生的响应(如应变、位移、声发射等状态变量)定义为R，则广义荷载与系统响应之间的关系见附图3。设荷载增量为ΔM时，所对应的响应增量为ΔR，定义响应率X为：

令X_-与X₊分别代表卸载与加载响应率。当荷载比较小时，系统处于稳定状态，其R和M之间为线性或近似线性关系，加载时的响应率X_-与卸载时的响应率X₊基本相等；若荷载不断增加，逐渐接近临界值M_cr，即系统进入不稳定阶段，其加载时的响应率随荷载增加而不断增大；当大坝失稳时X₊→∞，即当系统临近失稳时，哪怕是极其微小的荷载作用都会使系统产生剧烈的响应。因此对非线性系统进行加载即使荷载增量保持不变，由于系统的稳定状态不一样其响应率也会有很大差别，响应率越大系统越接近失稳。为了寻找更符合一般情况的规律，定义卸加载响应比为：

式中：ΔR_-和ΔR₊分别为卸载响应增量和加载响应增量；ΔM_-和ΔM₊分别为卸载增量和加载增量。对于弹性系统，X₊＝X_-＝c，所以Y＝1；但对于非线性系统，Y值则随系统稳定状态不同而变化。当系统处于稳定状态时，Y＝1；当系统偏离稳态时，Y＜1；当系统失稳时，Y→0。因此Y值可以定量的刻画非线性系统的稳定性程度，也可以作为非线性系统失稳预报的判据。

2、损伤变量与卸加载响应比参数的定量关系

从损伤力学的角度看，大坝的运行过程就是大坝材料的损伤演化过程。在损伤力学中，损伤过程与损伤程度可以运用损伤变量D来定量刻画与描述，其大小被定义为材料的变形模量E_t的变化率，即：

式中E₀为初始状态(未损伤)的模量，E_t为受损伤的模量。材料未损伤时，E_t＝E₀，D＝0；材料完全破坏时，E_t＝0，D＝1。

本发明运用的卸加载响应比即是卸载阶段大坝的应变和应力之比与加载阶段大坝的应变和应力之比的比值。即

考虑到材料在卸载时的模量一般近似等于初始弹性模量E₀，即E_-＝E₀，而E₊＝E_t，于是有：

当Y＝1时，D＝0；说明材料未受损伤，处于稳定状态；当Y→0时，D＝1；说明材料完全损伤。

3、损伤变量与稳定性系数的定量关系

大坝岩土体的剪切破坏实质上是坝体、坝肩或坝基的结构损伤导致其力学性质变化的最终形式，在对大坝坝体损伤过程的其抗剪强度是比较敏感且易测量的因素。当部分坝体、坝肩或坝基达到其抗剪强度时，即发生部分破坏而整体表现稳定；当大坝、坝肩或坝基整体完全达到其抗剪强度时，大坝发生完全损伤破坏。因此，可以从大坝坝体、坝肩或坝基强度破坏意义上定义其损伤变量D，为大坝潜在破裂面上的剪切应力大于抗剪强度时的破坏概率，描述的是大坝坝体的破坏程度。在大坝稳定性极限平衡法中，稳定性系数通常被定义为大坝坝体、坝肩或坝基潜在滑移面上的抗滑力与下滑力之比，描述的是大坝的稳定性程度。因此，在水利工程中大坝稳定性系数可定义为极限损伤变量D_lim与大坝任意时刻损伤变量D_t之比，即：

式中：D_t为t时刻的坝体损伤变量，D_lim为坝体极限损伤变量取1。

综上所述，可通过大坝库水位值与位移的耦合监测数据，求得库水位动力卸加载位移响应比的大小和变化规律，进而确定混凝土重力危坝抗滑实时稳定性系数的变化规律以及对混凝土重力危坝的抗滑稳定性及其损伤演化规律进行分析与评价。

附图说明

图1为本发明涉及的工艺流程示意图；

图2为大坝位移监测点及数据监测收集处理设备示意图；

图3为系统演化过程中广义荷载与系统响应的关系；

图4为实施例中监测点的库水位动力卸加载位移响应比-时间关系曲线图；

图5为实施例中监测点的实时稳定性系数-时间关系曲线图。

图中01网格划分、02位移变形监测点及设备、03基准点及设备、04户外数据监测收集设备，05智能远程监测站。

具体实施方式：

本发明所研究大坝位于黄河干流出口段，为上世纪50年代所建混凝土重力坝，截至到目前已超过设计使用年限，大坝的实际运行状况、结构受力条件和周围环境地质情况已经勘查清楚，同时大坝的建造初期资料及坝体整体范围也已经明确，具备此发明应用条件。此大坝坝体于2004年6月发生了破坏。本实施例大坝的监测时间为2000年1月至大坝失稳破坏。下面结合附图和具体实施方式，以此大坝为例进行详细说明。具体实施方案与过程如下：

步骤一：大坝坝基准监测点和变形监测点的布置设计

在大坝变形监测布置设计中，要充分地考虑到影响坝体变形的各种因素，坝体表面监测点在坝面上呈网格状布置，以求能较准确地反映出坝体变形的全貌。坝体内部监测点以面的形式布置，将大坝切成左、中、右三个面，在每个监测面上监测点呈对应网格状布置，将监测仪器布置在坝体变形分布中最重要、最敏感的部位，且与坝体表面监测点相对应。对坝体重点受力部位和已出现明显变形区域应适当加密位移监测网格。由此形成空间监测布置，以较全面地掌握坝体变形的空间分布规律。为避免库区蓄水的影响，基准监测点需远离坝区，应选在监测大坝体以外稳定的基岩或无变形的区域。

步骤二：水库区坝前库水位值的监测设备布置和数据获取

采用雷达水库水位监测GPRS远传系统“水位远程监控系统”，监测坝前库水位值，该系统能够实时在线监测库水位参数。系统采用集散式控制结构，通过高精度传感器及高敏感器件遥测库水位信息。经过计算机分析处理，通过GPRS模块把库水位数据传回监控中心实时监控，为相关工程技术人员实时提供坝前库水位动态数据。对所监测的库水位值的进行筛选和处理，并记录于表1。

表1大坝的库水位值监测数据(单位：m)

步骤三：大坝位移变形量实时监测数据的获取和处理

在坝体位移监测设备与位置布置中，保证埋设的监测设备与坝体和坝岸紧密耦合，设备之间相互独立、互不干涉，保证每个监测点位移变化值得到有效监测。以月为时间间隔同步同周期利用户外数据收集装置将数据实时传输到智能远程监测站，对传输数据初步处理分析，并录入表格。大坝安全监测自动化系统应注意可靠性、准确性。通过对位移监测资料分析，发现其中一个断面监测点位移明显大于其他断面位移监测点，现将监测的此断面位移速率值和位移加速度记录于表2和表3。

表2大坝的位移速率值监测数据(单位：mm/s)

表3大坝的位移加速度(单位：mm/s²)

步骤四：大坝库水位动力卸加载参数和位移响应参数的确定

1)库水位卸加载动力参数的确定

根据该大坝库水位的监测数据，确定大坝的统计分析与预测周期为1年，并以1个月为基础预测单位统计大坝某月库水位H_i和上月库水位H_i-1的差值ΔH作为水动力卸加载标准。当ΔH＞0时，判定对大坝是加载；当ΔH＜0时，判定对大坝是卸载。将ΔH分别按每个卸加载周期的卸加载正负值进行统计并取其平均值，可分别得到卸加载序列的库水位卸加载参数和见表4。

2)位移卸加载响应参数的确定

在单位统计分析与预测周期内，其大坝的卸加载位移响应参数则是以位移加速度a＝0为基准，a＜0小于零的为卸载响应值，a＞0为加载响应值。将大坝位移加速度分别按卸加载响应正负值进行统计并取均值，从而得到卸加载序列的位移加速度响应均值和见表4。

表4大坝的卸加载参数和卸加载响应参数

注：卸加载参数单位为m；位移响应值单位为mm/月

步骤五：大坝库水位动力卸加载位移响应比参数的确定

将表4中序列代入大坝库水位动力卸加载位移响应比参数定义公式(4)中，得到大坝的库水位动力卸加载位移响应比Y的时间序列(见表5)及卸加载响应比时间曲线图(见附图4)。

表5大坝库水位动力卸加载位移响应比Y

步骤六：大坝实时损伤稳定性系数的确定

1)大坝的损伤变量和卸加载响应比参数定量关系

根据步骤五中大坝卸加载响应比参数和大坝损伤变量D的定量关系为D_t＝1-Y_t可得到大坝坝体的损伤变量见表6。

表6大坝的损伤变量

2)大坝实时坝体稳定性系数的确定

根据大坝的损伤变量与极限平衡法确定的稳定性系数的定量关系和公式(5)可以确定大坝实时坝体稳定性系数的大小(表7)和时序曲线(附图5)。

表7大坝的实时稳定性系数

步骤七：大坝损伤灾变预警判据的确定与稳定性评价

根据极限平衡法，在大坝设计实际工作中，通常给稳定性系数设定一个安全储备得到一个安全系数K作为其稳定性与否的判据。根据大坝稳定性重要程度和实际工程情况，依据混凝土重力坝设计规范(SL319-2005)，可综合确定大坝的稳定性安全系数K＝1.3。通过对上述步骤中确定的大坝动态稳定性系数F_t与传统安全系数K比较，可以快速、准确的对大坝的损伤灾变风险进行动态监测预警与稳定性评价：即当F_t≥K时，则判定大坝处于稳定状态；当F_t≤K时，则判定大坝处于不稳定状态。

根据步骤六中求出的大坝的实时稳定性系数可以得出：该大坝在2000年到2003年期间稳定性系数逐渐降低，但均大于大坝设计安全系数K＝1.3，说明该大坝稳定性一直降低但处于稳定状态；2003年到2004年期间大坝的稳定性系数突然降低且小于设计安全系数K＝1.3，说明该大坝此期间发生了较大的损伤破坏并最终破坏失稳。

上述依据这种方法精确判断大坝的整体稳定性状态，与该大坝实际勘察所得稳定性演化规律基本相吻合。表明运用该非线性动力卸加载响应比参数所确定的大坝稳定性系数和失稳预警判据是行之有效的，具有较强的预测预报功能和实用价值。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在坝体表面和坝体内部布置监测点，在监测点的位置布置监测仪器，且在监测大坝体以外稳定的基岩或无变形的区域设置基准监测点，具体如下：

坝体表面监测点在坝面上呈网格状布置；

坝体内部监测点以面的形式布置，将大坝切成左、中、右三个面，在每个监测面上监测点呈对应网格状布置，将监测仪器布置在坝体变形分布中的大坝最高处、合龙段、坝内有泄水底孔处及闸房处，且与坝体表面监测点相对应；

另外，基准监测点需远离坝区，在监测大坝体以外稳定的基岩或无变形的区域；

步骤2：采用水位监测系统检测水库区坝前库水位值；为相关工程技术人员实时提供坝前库水位动态数据；

步骤3：利用步骤1的监测仪器获取大坝位移变形量，利用户外数据收集装置将数据实时传输到智能远程监测站，对传输数据初步处理分析；

步骤4：根据步骤2和3获得的数据，确定大坝库水位动力卸加载动力参数和位移响应参数；

步骤5：根据步骤4获得的数据，确定大坝库水位动力卸加载位移响应比参数；

步骤6：根据步骤5获得的数据确定大坝实时损伤稳定性系数；

步骤7：通过对上述步骤中确定的大坝动态稳定性系数与传统安全系数比较，对大坝的损伤灾变风险进行动态监测预警与稳定性评价；

所述的步骤4确定大坝库水位动力卸加载参数和位移响应参数具体过程如下：

4-1)库水位卸加载动力参数的确定

根据监测数据确定大坝的统计分析与预测周期，并以此周期为基础预测单位统计大坝某月库水位H_i和上月库水位H_i-1的差值ΔH：

ΔH＝H_i-H_i-1 (1)

将式(1)中ΔH作为水动力卸加载标准；当ΔH＞0时，判定对大坝是加载；当ΔH＜0时，判定对大坝是卸载；将ΔH分别按每个卸加载周期的卸加载正负值进行统计并取其平均值，分别得到卸加载序列的库水位卸加载参数和

4-2)位移卸加载响应参数的确定

在单位统计分析与预测周期内，其大坝的卸加载位移响应参数则是以位移加速度a＝0为基准，a<0为卸载响应值，a>0为加载响应值；将大坝位移加速度分别按卸加载响应正负值进行统计并取均值，从而得到卸加载序列的位移加速度响应均值和

所述步骤5确定大坝库水位动力卸加载位移响应比参数具体方法如下：

5-1)大坝卸加载响应率的确定

根据现代非线性科学理论，将大坝位移加速度卸载响应均值与其相应的库水位动力卸载均值之比定义为大坝动力卸载位移响应率X-，同样将大坝位移加速度加载响应均值与其相应的库水位动力加载均值之比定义为大坝动力加载位移响应率X₊，即：

$X_{-}=\frac{{\mathrm{\&Delta;R}}_{-}}{{\mathrm{\&Delta;M}}_{-}}=\frac{\stackrel{\&OverBar;}{a_{-}}}{\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{\&Delta;H}}_{-}}}---\left(2\right)$

$X_{+}=\frac{{\mathrm{\&Delta;R}}_{+}}{{\mathrm{\&Delta;M}}_{+}}=\frac{\stackrel{\&OverBar;}{a_{+}}}{\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{\&Delta;H}}_{+}}}---\left(3\right)$

5-2)大坝库水位动力卸加载位移响应比参数的确定

$Y=\frac{X_{-}}{X_{+}}=\left(\frac{{\mathrm{\&Delta;R}}_{-}}{{\mathrm{\&Delta;M}}_{-}}\right)/\left(\frac{{\mathrm{\&Delta;R}}_{+}}{{\mathrm{\&Delta;M}}_{+}}\right)=\left(\frac{\stackrel{\&OverBar;}{a_{-}}}{\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{\&Delta;H}}_{-}}}\right)/\left(\frac{\stackrel{\&OverBar;}{a_{+}}}{\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{\&Delta;H}}_{+}}}\right)---\left(4\right)$

根据公式(2)和(3)及卸加载响应比的定义，确定大坝库水位动力卸加载位移响应比参数，参见公式(4)。

2.如权利要求1所述的混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法，其特征在于，步骤2采用雷达水库水位监测GPRS远传系统，监测坝前库水位值，该系统能够实时在线监测库水位参数；所述的系统采用集散式控制结构，通过高精度传感器及高敏感器件遥测库水位信息；经过计算机分析处理，通过GPRS模块把库水位数据传回监控中心实时监控，为相关工程技术人员实时提供坝前库水位动态数据。

3.如权利要求1所述的混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法，其特征在于，所述的步骤1中的监测仪器的布置要保证埋设的监测设备与坝体和坝岸紧密耦合，设备之间相互独立、互不干涉，且保证每个监测点位移变化值得到有效监测。

4.如权利要求3所述的混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法，其特征在于，在所述的坝体位移自动监测设备的一侧并行布置人工观测设备。

5.如权利要求1所述的混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法，其特征在于，所述的步骤6确定大坝实时损伤稳定性系数具体如下：

6-1)大坝损伤变量和卸加载响应比参数定量关系

依据损伤力学基本原理，大坝坝体损伤变量和卸加载响应比参数的定量关系为：

D＝1-Y (5)

式(5)表明大坝的卸加载响应比参数Y与其坝体损伤变量D之间存在一一对应的定量关系；

2)大坝实时损伤稳定性系数的确定

根据大坝的损伤变量与极限平衡法确定的稳定性系数的定量关系和公式(5)，确定大坝实时损伤稳定性系数为：

$F_t=\frac{1}{1-Y_t}---\left(6\right)$

式(6)表明，卸加载响应比与大坝稳定系数之间存在着一一的对应关系；其中D_t表示大坝任意时刻损伤变量，F_t表示大坝实时损伤稳定性系数；Y_t表示与D_t对应时刻的卸加载响应比参数。

6.如权利要求1所述的混凝土重力危坝的抗滑稳定性检测方法，其特征在于，所述的步骤7确定大坝损伤灾变预警判据与稳定性评价方法如下：

根据极限平衡法，在大坝设计实际工作中，通常给稳定性系数设定一个安全储备得到一个安全系数K作为其稳定性与否的判据；大坝的稳定性安全系数K根据工程实际条件，依据碾压式土石坝设计规范DL/T 5395-2007，混凝土重力坝设计规范SL319-2005确定；通过对上述步骤中确定的大坝动态稳定性系数F_t与传统安全系数K比较，对大坝的损伤灾变风险进行动态监测预警与稳定性评价：即当F_t≥K时，则判定大坝处于稳定状态；当F_t≤K时，则判定大坝处于不稳定状态。