两条剪切带间三向变位均不大，且回归分析表明，其变位与水位、气温关系不明显。 4.4钢筋计实测资料分析
为了解底孔孔口及闸墩受力情况，在5#坝段坝0+134.50m断面，即底孔轴线上布置了17支钢筋计；为了解压力钢管工作性态，选择14#坝段压力钢管的三个断面，每个断面布置了4个测点（上、下、左、右），每个测点各布置1～3支钢筋计；同时在9#坝段排水泵房顶拱及底板处布置了4支钢筋计。
钢筋计实测钢筋应力过程线见图4-35～图4-40，钢筋计实测钢筋应力与温度相关图见图4-41～图4-43。
从钢筋应力过程线及应力与温度相关图可以看出：
4.4.1 钢筋应力与温度呈明显的负相关关系，且应力随气温呈年周期变化。混凝土内温度升高，拉应力减小，或压应力增大；温度降低，拉应力增大，或压应力减小。
4.4.2 5#坝段底孔孔口顶、底板处钢筋拉、应力（如图4-35、图4-36中R5-3、R5-3、R5-9、R5-10、R5-14）在水库蓄水前后均不大，拉应力最大为R5-14钢筋计，200年1月29日的测值49.77MPa；压应力最大为R5-4钢筋计，1997年7月15日的测值为-76.01MPa；5#坝段闸墩扇形筋（R5-16）拉应力也不大，最大值为1999年12月24日实测的31.08MPa。
4.4.3 9#坝段排水泵房顶拱、底板钢筋拉、压应力均不大，最大拉应力为R9-4钢筋计，1996年1月18日实测值为27.86MPa；压应力最大为R9-2钢筋计，1996年8月15日的测值为-26.00MPa；水库下闸蓄水后，初期应力测值不够平滑，后期应力及温度测值渐渐稳定，实测钢筋应力及温度呈明显的周期变化，变化幅度较蓄水前明显减小，测点处钢筋及混凝土应力安全。
4.4.4 14#坝段压力钢管三个监测断面中，Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ断面均为钢管底部钢筋拉应力最大，其中Ⅲ-Ⅲ断面最大拉应力为R14-13钢筋计，2001年4月6日的实测值为75.96MPa；Ⅳ-Ⅳ断面最大拉应力为R14-21钢筋计，1998年1月16日的实测值为90.77MPa；Ⅱ-Ⅱ断面四个部位拉应力均不大，最大拉应力为R14-6钢筋计，2000年12月22日的实测值为39.36MPa。Ⅳ-Ⅳ断面钢筋计测值显示，在温度与自重荷载作用下钢筋应力呈规律性变化，钢管充水后，钢筋应力变大，与设计相符。三个断面各测点钢筋计的实测拉、压应力均不大。但从三个断面的钢筋应力分布看，均存在个别仪器与同一断面其它仪器测得的钢筋应力拉、压不同步的现象，与理论计算规律不符，是否有仪器编号错误有待查证。
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4.4.5 5#、9#坝段部分钢筋计温度测值出现-5℃左右的低温，由于这部分仪器当时离混凝土表面较近，而在冬季气温较低的情况下，钢筋计出现这种低温是可能的。 4.5钢板计实测资料分析
为了解钢管的应力状态，选择了压力钢管上弯段Ⅱ-Ⅱ、直线段Ⅲ-Ⅲ、下弯段Ⅳ-Ⅳ三个观测断面，分别在压力钢管观测断面上、下、左、右各布置相互垂直的两支钢板计，共计24支。钢板计实测钢板应力过程线见图4-44～图4-49。
由于钢板计两端是固定在钢板上，因此一般选择混凝土覆盖后测值稳定变化时（埋设后4～12小时）的测值作为基准值。钢板计应力计算采用下式：
ζ=[(z-z0)+(b-as)(T-T0)]Es
式中as和Es分别为钢管线膨胀系数和弹模，分别取as=11.7×10-6/℃,Es=2.1×105MPa。
从钢板计测值过程线可知：
4.5.1 钢管应力与温度呈负相关关系，且应力随测点处温度呈年周期变化，温度降低，拉应力增大。
4.5.2 Ⅱ-Ⅱ断面四个测点的钢板应力中，顶部拉应力较底部大，其中拉应力最大值为F14-3钢板计，1999年12月1日的测值为57.56MPa；压应力最大值为F14-4钢板计，1999年11月24日的测值为-129.54MPa。
4.5.3 Ⅲ-Ⅲ断面的8支钢板计，F14-9、F14-11、F14-15和F14-16这4支仪器（图中过程线上注*的仪器）在1999年4、5月份测值发生突变，此时钢管周围没有增加大的荷载，且同一断面的其它仪器测值无突变，可能是仪器电缆绝缘性不好或仪器已损坏。在剩下的4支仪器中，拉应力最大值为F14-14钢板计，2001年3月21日的测值为97.34MPa，压应力最大值为F14-13钢板计，2000年7月20日的测值为-77.62MPa。
4.5.4 Ⅳ-Ⅳ断面钢板计应力过程线显示，压力钢管主要表现为拉应力。仪器F14-21测值在1997年底大幅度上升，拉应力超过钢管允许应力值，而此时钢管周围并没有增加如此大的荷载，且同样位于钢管侧面的F14-17应力变化平缓，说明钢板计F14-21测值发生系统性编离或仪器已损坏，测值不可信。钢板计F14-23已损坏停测。在剩下的其它仪器值中，拉应力最大值为F14-18钢板计，2000年12月22日测值为113.97MPa;压应力最大值为F14-17钢板计，1999年8月5日的测值为-45.40MPa。钢管充水后，顶部钢管应力最大，侧部次之，底部最小，且测值与计算值基本吻合，此时，断面钢板计实测应力较合理地反映了浅埋式钢管的受力形态。
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4.5.5 所有钢板计测得的拉、压应力均小于压力钢管的允许应力。 4.6渗压计实测资料分析
为观测压力钢管承受的外水压力，在14#坝段压力钢管三个监测断面上各布置2支渗压计进行观测。
渗压计计算公式见3.2节。通过计算，做出压力钢管周围6支渗压计实测温度及渗压过程线见图4-50。
图中表明，渗压计P14-19反映出有较大的拉应力，这对渗压计来说是不可能的，可能仪器已损坏；而渗压计P14-21在水库蓄水前后均反映出有一定的压应力，说明仪器测值也不正常；除这两支仪器外，其它渗压计测得的压力钢管外水压力均很小，小于设计计算取值（Ⅱ-Ⅱ断面设计计算取值0.33MPa；Ⅲ-Ⅲ断面设计计算取值0.26Mpa；Ⅳ-Ⅳ断面设计计算取值0.20MPa），说明压力钢管与混凝土结合紧密，钢管周围基本不存在绕渗现象，这对压力钢管是有利的。 4.7基岩变位计实测资料分析
在左、右岸边坡坝段，为了监测坝体和基岩的结合情况，布置有基岩变位计。 基岩变位计基准值选取原则与测缝计相同，其实测变位过程线及温度过程线见图4-51～图4-54。
从过程线可以看出：
4.7.1 1#～3#边坡坝段埋设的6支基岩变位计中，M1-1测得的1#坝段下部岩体有一定的压缩变形，反映出1#坝段坝体混凝土与坝肩基岩结合紧密，变形量最大为-0.4mm左右。其它仪器显示的均为拉抻变形，最大变形量为M3-1，实测值仅为0.64mm。从过程线看，各基岩变位计测得的拉伸变形在2001年3、4月份达到最大值，可能与该时段库水位较高有关，之后有一减小的趋势。
4.7.2 20#～22#边坡坝段埋设的6支基岩变位计中，M22-3测得的温度在1998年底下降很快，后期测得的温度较M22-1、M22-2都低，从该仪器所处的位置看，这种情况是不合理的，可能该仪器已损坏，故其测得的岩石变位值也不可信；M20-1测得20#坝段底部岩石有一定的压缩变形，变形量最大为-0.5mm左右，其它仪器测得的均为拉伸变形，变形量最大为（M21-2）1.0mm左右。同1#～3#坝段一样，各基岩变位计测得的岩石变形也在2001年3～5月达到最大，之后有一减小的趋势。 4.8温度计实测资料分析
4.8.1坝基温度分析
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为了了解基岩内部的温度情况，在坝体与基岩接触部位，即坝踵附、坝趾附近及基岩中部，在基岩不同深度，沿铅直方向距基岩面0、1.5、3.0、5.0m埋设温度计，进行观测。
根据实测资料，选取14#、21#坝段共3组温度计，作出基岩温度过程线如图1-55～图4-57。
从图中可以看到，混凝土浇筑后受混凝土化热的影响，基岩内温度迅速升高，且越接近基岩面处升温越快，温度最高值也出现在最上面的温度计，最高温度为24℃左右；之后温度慢慢下降，最后年平均温度稳定在12℃左右，呈年周期小幅度波动。波动幅度最大为21坝段下游处的4支温度计，最大变幅约为7℃左右。
同时，1998年10月水库下闸蓄水后，随着闸水位的上升，坝踵附近的基岩温度计实测温度进一步降低，最后稳定在10℃左右，在坝基中部及坝趾附近基岩温度受水库蓄水影响较小。
4.8.2坝体内部温度分析
为了解由于坝体自身水化热、水温、气温及太阳辐射等因素对坝体温度的影响，了解坝体温度的分布，在5#、14#、21#坝段内部埋设了电阻温度计，各观测断面依据高程的不同，每隔10～15m布置一排，每排布置3～5个测点。
5#、14#坝段部分及21#坝段全部温度测点实测温度过程线见图4-58～图4-63。 从过程线可以看到，坝体内部各测点温度在混凝土浇筑后受水化热的影响而产生温升现象，并达到最高温升，随着自然散热和人工冷却，坝体降温至稳定温度，此后坝体温度在一不定期的范围内呈年周期变化，这和大体积混凝土内部温度变化规律相吻合。少数测点夏季由于气温较高，混凝土浇筑初始温度也较高，最高到42℃左右，说明在此部位浇筑混凝土时，温控措施不利，但大部分温度计实测的混凝土初期最高温度都在设计允许的范围之内（设计允许最高温度值值，6～8月为38℃，4、10月为27℃，5、9月为32℃），说明本工程大坝混凝土浇筑时总体温控措施效果较好，基本达到了防止和减少裂缝的目的。
温度计T5-15在2001年10月份以后温度直线下降，最低到-16℃左右，这是不可能的，可能该温度计已损坏。在坝体下部混凝土浇筑较早的部位，稳定后的温度基本在11～13℃范围内变化（如T5-13、T14-13），符合理论计算的坝体各点稳定温度在7.0～13.3℃的结果，实测值与设计理论值完全吻合。其它测点实测温度变幅较混凝土深处要大，愈深处温度变幅愈小。总之，坝体温度变化趋于稳定。
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4.8.3下游坝面温度分析
为了解混凝土的热传导性能，在坝面温度测点的位置，沿水平方向距坝面不同浓度处，布置一排表层温度测点（间距10、20、40、60cm），埋设温度计进行观测。
5#、21#坝段下游坝面表层温度测点实测温度过程线见图4-64、图4-65。图4-64中4支温度计在2000年1月至2001年3月无实测资料，过程线在该段以直线连接，故过程线在该段不能反映温度的年周期变化。
从过程线图可以看到，下游坝面表层测点温度随外界气温呈周期性变化，但变化幅度较气温明显减小，且愈往坝体内部温度变化幅度愈小。同时，混凝土温度变化滞后于气温，内部愈深处滞后时间愈长。
4.8.4坝前水温分析
水温观测选择5#、14#、21#坝段，在距上游坝面5～10cm处的混凝土内布置电阻温度计进行观测。
由于部分水温计测值不好，部分仪器没有测值，此次选择14#、21#坝段下部各3支仪器，作出实测水温过程线见图4-66、图4-67。
库水温的变化受多重因素的影响，它与坝址区的自然特性（包括气温、天然来水温度、来水流量和含沙量、日照、地温等）及水库特性（包括调节性能、泄水方式、泥沙淤积等）有关。从实测资料看，在水库的不同深度测得的水温变化规律差别较大。水下较深的水温计T′14-1、T′21-1，从1998年10月水库蓄水后，测点温度保持在8～12℃左右，温度相对气温有滞后现象，且滞后时间为半年左右，可能是测点处水库泥沙淤积使温度滞后时间加长；而埋设位置相对较高的水温计，温度变幅大很多，特别是夏季，水温最高可达23℃左右。这与水库蓄水后两年在开河流凌期大幅度降低水位有关。
5 结论与建议
万家寨水利枢纽工程于1994年底开工建设，1998年10月水库下闸蓄水后，工程开始试运行，至今工程已安全运行3年。在工程施工过程中，各观测项目相继实施并开始连续观测，到目前大部分观测项目均已取得了较完整的观测资料，通过对这些资料的整理分析，得到了大坝变形、坝体及坝基渗流、坝体应力应变等的一些变化规律。本章在前几章资料整理分析的基础上，对得到的规律和结论进行了总结，对大坝的运行状态作出综合评价，同时结合资料整理分析中发现的一些问题，对今后的观测工作提出了相应的建议。 5.1结论
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某水利枢纽工程大坝安全监测资料分析报告
