随着我国筑坝技术的高速发展,混凝土坝监控的理论分析与方法应用日渐成熟。但由于混凝土坝所处环境复杂,尤其是在库水位变动工况下,库水位变动产生的干湿交替降低了坝体混凝土的性能,导致了徐变加速,因此,考虑库水位变动,分析混凝土徐变在水压力作用下的时效位移进而构建混凝土坝位移监控模型具有重要意义。本文在国家自然基金“混凝土坝长期变形特性数值分析方法及安全监控方法研究”(NO.51769017)和“特高拱坝变形时空分析方法及时空风险率研究”(NO.51969018)的资助下,开展了“考虑库水位变动下混凝土坝变形安全监控模型研究”。考虑库水位变动对混凝土坝徐变的影响,探究了混凝土坝变形影响因子,综合运用坝工知识、力学及数学方法,构建考虑库水位变动下的混凝土坝位移单测点监控模型和时空监控模型。探究混凝土坝的变形性态及变形规律,为混凝土坝的正常运行提供理论与技术支持。具体内容如下:(1)探究了库水位变动工况下坝体混凝土徐变演变规律,基于弹性徐变理论,研究了库水压变化与水位变动速率协同作用的混凝土坝时效变形,改进了传统位移统计模型的时效分量表达式,构建了考虑库水位变动下混凝土坝位移统计模型。(2)在建立考虑库水位变动工况下位移统计模型的基础上,构建残差时间序列。考虑了残差序列的周期性、随机性以及趋势性,基于差分自回归移动平均ARIMA模型修正残差时间序列,构建了考虑库水位变动下基于ARIMA修正的混凝土坝变形监控模型。(3)在构建单测点混凝土坝位移统计模型的基础上,基于BP神经网络,将位移统计模型分离出的水压分量、温度分量、时效分量以及测点位置信息作为输入变量,将测点的实测位移值作为输出变量,从而构建考虑库水位变动下基于BP神经网络的混凝土坝变形监控时空模型。