[发明专利]基于MEMS阵列的大坝变形连续观测方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于高坝施工期变形监测技术领域，具体涉及一种基于MEMS阵列的大坝施工期变形连续观测方法与装置。

背景技术

高混凝土坝一般分缝分块，柱状浇筑，柱状浇筑块的尺寸取决于坝块的宽度及顺河向分缝间距。大坝浇筑过程中随坝块的升高，自重荷载不断增大，坝块自身变形和基础均发生变形，其结果会导致坝块在上下游方向、横河床方向及竖向产生位移，当位移超过允许值时，会影响到施工期的坝体安全和后期运行安全。因此规范对混凝土坝相应坝块的高差和悬臂高度做了规定，但是实际施工中往往超规定施工，实际高差和悬臂高度常远超规范允许值，这无疑给大坝施工安全和后期运行带来隐患，也有施工过程中导致裂缝的例子。

    施工期对坝段的变形进行持续监测是保证大坝安全的有效手段。目前大坝施工期变形观测是靠光学法，即利用水准仪及全站仪对坝体变形进行定期测量，但这种观测是在大坝具备观坝条件之后才能进行，此时一般大坝已浇筑一半以上，且观测高程以上的悬臂部位观测不到，因此难以用于大坝施工期变形及受力控制。用于大坝变形观测的垂线在初次蓄水往往难以安装完毕，因此初次蓄水时的大坝变形往往漏测，造成对后期变形分析的不良影响。

综上所述，目前对于高混凝土坝施工期的坝体变形，尚缺乏有效的观测手段。

发明内容

本发明的目的是针对高混凝土坝坝施工期的坝体变形缺乏有效的观测手段的问题，提供一种伴随高坝混凝土浇筑，进行施工期监测以及高坝施工后持续监测的方法和装置。

本发明的技术方案：一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置，包括带状载体或柱状载体，在带状载体或柱状载体内分布有嵌入的MEMS传感器，各MEMS传感器通过数据线连接至处理器，处理器通过有线或无线方式传递给监测系统。

相邻带状载体或柱状载体之间通过数据线插头和数据线插槽对接固定。

带状载体或柱状载体的断面形状是扁平状、圆形、椭圆形、方形或矩形，其断面的尺寸足以在其内部安装MEMS传感器、导线及其他所需的部件。

一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测方法，用打孔的方式在基础一定的深度埋设一段基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置，并将基础内某一点设为参考点开始布置，用于观测基础变形；所述基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置，包括带状载体或柱状载体，在带状载体或柱状载体内分布有嵌入的MEMS传感器，各MEMS传感器通过数据线连接至处理器，处理器通过有线或无线方式传递给监测系统。

一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测方法，用打孔的方式在基础一定的深度埋设一段基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置，并将基础内某一点设为参考点开始布置；并在坝体施工过程中，将基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置同时布置于坝体内或者布置于坝体一侧，用于观测坝段（块）相对于建基面的变形；所述基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置，包括带状载体或柱状载体，在带状载体或柱状载体内分布有嵌入的MEMS传感器，各MEMS传感器通过数据线连接至处理器，处理器通过有线或无线方式传递给监测系统。

一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测方法，在坝体底部或者坝体内任意高度自建基准面设为参考点开始布置，用于观测坝体基础变形；所述基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置，包括带状载体或柱状载体，在带状载体或柱状载体内分布有嵌入的MEMS传感器，各MEMS传感器通过数据线连接至处理器，处理器通过有线或无线方式传递给监测系统。

所述基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置布置于上游坝面，或者采用埋设、打孔的方式埋设于坝内，其下部端点固定，上部成卷放置于坝段浇筑仓面的顶部，随着坝体浇筑升高不断埋入坝体且向上部上引。

布置所述基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的方式是随浇筑层上升而一起向上铺设方式。

本发明的有益效果：1、本发明可将基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置随坝体混凝土施工过程逐层向上布置，使其嵌入与坝体内，或者将基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的最下端布置于坝体的基础内。从而，可以在高混凝土坝工期内，以及在完工之后的期间内，实时监测坝体的变形情况，以及实时监测坝体与基础之间的变化情况，将任何变化都快速全面的反应出来。从而增加了对高混凝土坝的坝体变形有效的观测手段。方法简单，容易实施，监测精度高，监测全面，实时性，效果非常好，节约人力物力成本。