潮位影响下的海堤渗压变化特点.pdf

第41卷 第6期 人 民 长 江 Vo1．41．No．6 2010年 3月 Yangtze River Mar．． 2010 文章编号：1001—4179(2010)o6～0028—04 潮位影响下的海堤渗压变化特点 黄 铭 (合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥230009) 摘要：通过先进的潮位和海堤渗压监测仪器及其数据采集系统，获得海堤堤身不同位置实测渗压序列，以及对 应的潮位变化曲线，采用序列对比、马氏距离计算、谐量分析方法，对工作在潮位环境下的海堤渗压所具有的 一 些特殊规律进行分析 ，归纳总结了渗压与潮位间的关联特点、海堤断面渗压分布规律的多变性以及渗压变 化的多周期特征，并对海堤渗压监测模型的建立以及海堤堤身渗压计算提 出建议，为有针对性地进行海堤状 态的计算、监测、识别提供有效参考。 关 键 词：海堤监测；资料分析；潮位；渗压特殊规律 中图法分类号：TV87 文献标志码：A 渗压是水利工程及海洋工程建筑计算、分析、监测 高，海堤状态及环境量的高密度实时采集、传输、分析 的重点项 目，作为工作在沿海地带的海堤而言，由于本 成为现实。上海浦东海堤(当地称海塘)目前设置的 身结构和工作环境的特殊性，其堤内的渗压有着一些 多断面、多点渗压计以1h一次的频率 自动采集堤身 特殊规律。通常情况下，海堤由土石材料修建，有些会 渗压值，而位于堤前的电子水尺以5min一次的频率 在迎水面采用修建砌石、混凝土面板等措施保护堤身 采集潮位高程，通过光缆、因特网等先进传输手段，可 免遭海潮冲刷 ，避免渗漏等破坏。在结构特点上，海堤 获得高密度不问断的实测数据。本文将以这些实测数 延绵很长而断面相对水库大坝而言一般不大，同时由 据为基础，探讨海堤渗压与潮位间的关系，分析海堤渗 于海堤运行年代往往比较久远，而其间的加固、维修， 压的自身特点以及由于这些特点而在计算设计、监测 甚至重筑使堤身材料状态差异性可能很大，这些与严 分析中应注意的问题。 格碾压填筑、横跨 内河的土石坝也有着显著不同。而 1 潮位和渗压的快速变化及其相关性 且，渗压的重要影响因素之一是堤身所抵御的水头，海 堤抵御的是受潮汐影响的潮水，潮水涨落规律与内河 与内河水位不同，海堤面临的潮位受潮汐影响，变 水库水位的变化规律明显不同，所以会直接影响到海 化非常快，图1是一处潮位3d的实测变化曲线，可见 堤堤身的渗压变化及其分布规律。 该处潮位几乎时刻发生着变化，而每天都有很大起伏， 现场实测资料是揭示海堤状态 (包括渗压规律) 所以潮位的监测要求设备须具有高密度 自动采集功 的最直接、最准确的信息，但由于海堤所处位置的特殊 能。图1同时绘出的是同区域一渗压计采集的海堤渗 性，以及信息采集难度所限，海堤实测渗压的监测及分 压曲线，可见该处海堤渗压同样在发生快速变化，起伏 析工作远远滞后于水库大坝等工程。随着近年来高效 也很大，但潮位的变幅更明显，这是由于海堤堤身的防 的自动采集仪器性能的提高与推广，以及包括计算机、 渗作用所致。由此可见，受堤外潮位影响，海堤渗压变 网络等领域在内的海量数据采集、传输、存储技术的提 化迅速，即使 1d之内变幅也很明显，所以对其监测或 收稿 日期 ：2009—10—20 基金项 目：国家 自然科学基金项 目 作者简介：黄 铭 ，男，教授，主要从事水利工程、岩土工程安全监测、数值计算、锚固等方面的研究工作。E—mail：Lsxhuangm@ ho