监测资料分析目标应紧紧围绕安全监测的作用而进行,其分析目标如下:
(1)对监测资料所反映的建筑物总体状态及基本规律予以勾勒和描述;
(2)对建筑物性态变化的主要影响因素及其影响程度予以揭示;
(3)对监测资料所反映的建筑物异常现象给予特别指明,并提出合理建议;
(4)对建筑物的安全稳定性给予总体评价;
(5)对于特殊目的的专题资料分析,从监测的角度回答相关各方所关心的特定问题。
2.1 基本概况
(1)工程概况
工程概况介绍的内容是我们关注其安全稳定性的建筑物(群)及其周边环境,包括建筑物(群)的工程特征、总体布置、型式等级、规模尺寸、建筑材料、气候条件、地质特征,以及施工质量、除险加固等情况。
工程概况介绍原则上只需予以简略描述,但和监测资料分析结论关联性较大的内容则需着重交代。
(2)监测概况
监测概况介绍的内容是为我们提供分析数据的监测系统,包括监测目的、监测项目、断面布置、监测方法和设备等,其中监测设施的更换改造情况也应予以说明。
监测概况介绍的目的是让对该工程的监测系统缺乏了解的专家、领导及其他读者对工程的监测目的、项目和布置尽快有一个基本清晰的了解。介绍叙述应层次分明,详略得当,篇幅适中,既要把情况描述得完整、清楚,又不能给读者太大的阅读负担。因此对监测布置图和监测设计报告要认真研读,领悟要义,抓牢重点,把握大局,才能在介绍概况时对其中表达的信息合理筛选和重新组织,以适当的文字叙述,配合布置图和一览表,力求达到全面、清晰、精炼。
2.2 环境量分析
安全监测环境量主要包括大坝坝前水位、有压隧洞内水压力、气温、水温、雨量等。环境因素对建筑物的变形、应力应变和渗流状况会产生很大影响,因此在安全监测资料分析时,首先须对环境量进行分析,以掌握建筑物运行的外部环境。
环境量分析可以通过绘制环境量过程线,统计特征值(极值、平均值、变幅等)并列表等方式进行,通过对过程线、特征值的观察、对比、分析,描述环境量的基本特征,如水位升降周期、幅度,气温的平均水平、季节性温差,降雨量的平均水平、雨季的时间区段等,对环境量监测数据的质量给予评价,以明确监测成果的可用性。
2.3 监测成果及分析
(1)监测成果检查处理及评价
监测成果定性分析是最常用的方法。在定性分析之前,首先需对涉及到的监测数据进行检查、处理和评价。观察过程线是最快捷而有效的检查办法。检查处理的内容一般包括(不限于):
1)检查测值大小、变幅是否合理,如不是,则追溯检查仪器参数、基准读数是否正确,不正确的予以纠正,正确的予以确认,同时将该不合理的现象作为后续分析时关注的重点;
2)检查测值是否存在人为因素观测错误、仪器自身因素粗大误差(偶然性的大幅度跳变,跳变后又恢复原状)等误差因素,如存在,给予剔除或修正;
3)检查测值是否存在大量足以干扰正常规律的不稳定跳变,如存在,则其测值不可用或仅做参考;
4)检查测值是否存在发生突变后持续不恢复的现象,如存在,查阅相关历史记录,看是否存在可能引起系统误差的因素,对可以确认为突变性系统误差的予以修正,难以修正的,作为失效或仅作参考,不能确认为突变性系统误差的,作为关注的重点留待进一步分析判断;
5)检查测值是否存在由于渐变性系统误差造成的趋势性变化,对能够确认的渐变性系统误差予以修正,难以修正的,作为失效或仅作参考,不能确认为渐变性系统误差的,作为关注的重点留待进一步分析判断。
(2)监测成果定性分析
经过检查有效可用的监测数据,对其监测量的时、空变化规律、相关特性、趋势性、典型特征量等进行对比、统计、分析、提炼,对异常现象(测值或变幅过大,趋势不收敛,规律不符合常规等)应进行重点分析。
报告中的叙述主要为归纳性描述,应做到条理清楚,重点突出。正常稳定的情况简单几句概括即可,对异常、疑点或值得关注的情况应借助于必要的图表予以描述,并说明其发生部位,以及初步原因分析。
(3)各部位小结和评价
在上述各阶段分析的基础上,对各部位分析成果进行小结,综合评价各部位监测系统的工作状况以及工程建筑施工质量、运行性态和安全稳定性;同时,指出相应部位存在的安全隐患,给出适当的补强加固建议。
(4)总结和总体评价
综合所有分析结果,对照监测资料分析应达到的基本目标,抓住关键问题,给出最终分析评价结论或总结,包括监测系统总体运行状况,如何加强维护,是否需要更新改造或补充,建筑物安全状况如何,是否存在不利于安全运行的因素,是否需要补强加固等。
监测资料分析主要根据《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003)及《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)等规范要求,采用比较法、作图法、特征值统计法、数学模型法等多种方法,分析各监测物理量的变化规律,为判断各水工建筑物在施工期、蓄水期的工作状态提供科学依据。各种分析方法的要点如下:
(1)比较法:主要是将相同部分(或相同条件)的监测物理量进行相互对比,以查明各自的变化量的大小、变化规律和趋势是否具有一致性和合理性;
(2)作图法:通过绘制相应物理量的过程线图、相关图、分布图以及综合过程线图,分析观测值的变化大小及其规律,检查观测值有无异常;
(3)特征值统计法:通过统计各物理量在分析时段内的最大和最小值、变幅、周期、年变化趋势等,考察各监测物理量之间在数量变化方面是否具有一致性和合理性;
(4) 数学模型法:采用统计模型,建立原因量(上下游水位、气温、降雨、时效等)与效应量(测压管水位、位移、扬压力等)之间的数学关系式,据此分离各种荷载的影响,了解各原因量对效应量的影响程度和规律。