随着我国筑坝技术的飞速发展,高坝大库数量急剧增多,高度越来越高,甚至超出现有设计规范,拱坝以其厚度薄、整体性好等特点备受青睐,特高拱坝的安全问题是当前坝工界关注的焦点;同时,施工期和蓄水初期又是大坝失事或事故出现的多发期,施工期结构工作性态直接影响运行期结构性态,最终影响工程结构的安全。因此,有效监控施工期特高拱坝的应力状态,保证特高拱坝安全施工意义重大。本文在国家自然基金“混凝土坝长期变形特性数值分析及安全监控方法研究”(NO.51769017)和“特高拱坝变形形态时空分析方法及时变风险率研究”(NO.51969018)的资助下,开展了“考虑提前蓄水的特高拱坝施工期应力监控模型研究”。针对特高拱坝可能经受的偶然荷载、不利荷载组合等非常规荷载作用,考虑施工期提前蓄水这一工况,综合运用数学、力学以及坝工理论与方法,基于特高拱坝施工期应力应变原型监测数据和面板数据分析方法,探索特高拱坝应力的演变规律,构建了考虑提前蓄水的特高拱坝施工期应力监控模型,为特高拱坝的设计与施工提供了指导和决策。主要研究内容如下:(1)考虑施工期特高拱坝提前蓄水和封拱灌浆对坝体应力的影响,分别推导了未封拱阶段和下部封拱蓄水上部继续浇筑混凝土自重因子的数学表达式,基于流变力学理论,推导了施工期特高拱混凝土拱坝时效分量表达式,在考虑水压分量和温度分量的基础上,进一步构建了考虑提前蓄水特高拱坝施工期应力监控统计模型。(2)利用大坝不同部位的关联信息和动态变化信息,并兼顾特高混凝土拱坝横截面序列中的结构内在关联性和时间序列中的时间效应,应用面板数据理论,建立了特高拱坝施工期应力变截距面板模型;运用Hausman检验方法对面板数据中特异效应量进行检验,构建了考虑提前蓄水的特高拱坝施工期应力时空分析模型。(3)应用面板聚类理论方法,拟定了特高拱坝应力相似性指标,研究了各指标的度量方法;基于大坝应力区域数的确定准则,提出了特高混凝土拱坝应力分区方法;探究了特高拱坝施工期提前蓄水工况下应力演变规律,在特高拱坝应力分区的基础上,基于典型小概率法拟定了特高拱坝施工期预警指标。