姿勢貼丨國外大壩變形監測新技術,你知道幾個?

年來,我國水電事業飛速發展,如何確保水電站的安全穩定運行成為目前各大水電站研究的重要課題。在水電站中,對大壩安全進行實時監測是保障其經濟效益和人民安全的重要手段,而變形監測在大壩安全監測體系中又起著尤為重要的作用。


姿勢貼丨國外大壩變形監測新技術,你知道幾個?


  隨著大型水壩建築的增多和電子計算機技術、激光技術、空間技術等高新科技的應用,有力的促進了大壩技術的發展。今天就介紹3項國外大壩變形監測新技術

<fieldset>CT技術/<fieldset>

CT技術(Computerized Tomography意譯為“計算機層析成像”)這是在不破壞物體結構的前提下,根據在物體周邊所獲取的某種物理量(如波速、X線光強)的一維投影數據,運用一定的數學方法,通過計算機處理,重建物體特定層面上的二維圖像以及依據一系列上述二維圖像而構成三維圖像的一門技術。


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△圖為Hounsfield本人

該技術系英國物理學家Hounsfield於1971年所研製,率先用於醫學領域。近十多年,該技術已發展應用到工業、地球物理、大壩監測等諸多領域。


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意大利、日本將其應用於大壩性態診斷,有效地進行了大壩安全檢查及工程處理效果驗證。



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由於大壩CT技術能夠定量地反映出大壩內部材料性質的分佈情況和缺陷部位,得出三維結構圖,所以應用其以掌握壩址地質構造,推測斷層破碎帶分佈,隧道開挖前後岩層鬆弛的範圍和程度

等。


CT技術在壩體的選址、施工和運營期間可以發揮重大作用,既減少了儀器設備的複雜性,又提高了大壩的安全度,同時對於大壩的內部性態檢測、缺陷搜索和老化評判都將成為重要依據。


對於大壩數量居世界第一的中國,發展大壩CT技術會有更廣闊的大地。


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<fieldset>滲流熱監測技術/<fieldset>

根據低溫和大量滲漏存在著聯繫,溫度測值和抽水試驗所得到的滲透係數有很好的負線性相關係數,可以認為溫度分佈圖像可幫助發現滲漏較嚴重部位,即有效實現滲流異常報答

滲流熱監測於1965年由Jeseph.H·Birman發明。報告指出:溫度測頭可放置在結構物或地下一定深度只受氣溫年變化影響而下受氣溫短期變化影響處,精度達±0.1℃。這項技術在美國、前蘇聯、瑞典等國己成功應用。

由於溫度監測費用不大,且目前壩體監測中大多安置了測溫計,可以數據共享。根據能量守恆方程、質量守恆方程、滲流運動方程及初始條件;邊界條件,推導出有關計算公式,設計數據計算方法及程序後,就可以把溫度測得的數據代人,得出定量描述壩及地基中的熱流和滲流場

模擬計算表明,當心牆滲透係數小於(2~6)×10-7m/s時,壩溫變化幾乎是常數。當超過上值時;可通過分析溫度變化較準確地估計其滲透性

要在我國大壩監測中推廣該法,關鍵在於根據具體壩況設計出合理的計算公式和數據處理程序軟件。

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<fieldset>光纖傳感技術/<fieldset>

光導纖維是以不同折射率的石英玻璃包層及石英玻璃細芯組合而成的一種新型纖維。

它使光線的傳播以全反射的形式進行,能將光和圖像曲折傳遞到所需要的任意空間。具有通信容量大,速度快,抗電磁干擾等優點。以激光作載波,光導纖維作傳輸路徑來感應、傳輸各種信息。

凡是電子儀器能測量的物理量(如位移、壓力、流量、液麵、溫度等)它幾乎都能測量,其靈敏度,對位移達10-3cm,對溫度達0.01℃。


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在美國、德國、加拿大、奧地利、日本等國已應用於裂縫、應力、應變、振動等觀測。


該技術具有以下幾個優點1 將傳感和數據通道集為一體、便於組成遙測系統,實現在線分佈式檢測。2 測量對象廣泛,適於各種物理量的觀測。3 體積小、重量輕、非電連接、無機械活動件,不影響埋設點物性。4 靈敏度高,可遠距測量。5 耐水性、電絕緣好、耐腐蝕,抗電磁干擾。6 頻帶寬,有利於超高速測量。


所以,適用於壩體的裂縫、應力變、水平


垂直位移等測量,可用於監測關鍵部位的壩體形變。尤其可以替代高雷區、強磁場區或潮溼地帶的電子儀器。


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