[实用新型]一种混凝土坝与土石坝的连接结构的动态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于水电工程技术领域，具体涉及一种水电工程混凝土坝与土石坝的连接结构动态监测的系统，适用于土石建筑物与混凝土等刚性建筑物之间的连接结构的动态监测。

背景技术

土石坝与混凝土坝等刚性建筑物之间的连接是当前水电工程技术领域的关键技术问题之一。国外对土石坝与混凝土坝连接结构技术研究较早，最早运用于工程在上世纪30年代，国外如日本、澳大利亚已有连接结构工程运用案例，日本绝大多数的连接结构大多在40m以下，澳大利亚已建工程中高度基本不超过50m。土石坝与混凝土坝连接结构在中国的起步相比国外较晚，但是国内的应用比较多，观音岩、丹江口、刘家峡、飞来峡、大广坝、河南板桥水库复建工程、碧口、鲁布革、碧流河等水电工程是其中的典型代表。上述工程中观音岩水电站连接结构高度达到75m，为国内最高的连接结构，跻身世界大型接头工程前列。虽然土石坝与混凝土坝连接结构建设水平已趋于成熟，但土石坝与混凝土坝连接结构系统性的监测方法和技术研究甚少，目前还未完整监测到连接结构受力变形等性状，因此现有的监测技术已不能满足连接结构技术发展的需求，需要研究一种适用于混凝土坝与土石坝的连接结构监测系统和方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种混凝土坝与土石坝的连接结构的动态监测系统，以解决水电站混凝土坝与土石坝的连接结构监测的难题，为类似工程提供经验。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种混凝土坝与土石坝的连接结构的动态监测系统，包括监测单元、数据处理模块、数据存储模块、控制器和终端显示电脑；所述的控制器分别与监测单元、数据处理模块、数据存储模块和终端显示电脑相连，用于控制监测单元、数据处理模块、数据存储模块和终端显示电脑的工作；所述的监测单元、数据处理模块、数据存储模块和终端显示电脑依次相连；

所述的监测单元包括相连接的光纤光栅解调仪和传感单元；所述的传感单元包括多个并联的通道；每个通道设有多个通过光纤串联的光纤光栅传感器；所述的光纤光栅传感器包括光纤光栅渗压计、光纤光栅界面变位计、光纤光栅土压力计和光纤光栅位移计；

所述的光纤光栅渗压计布置在连接结构的侧坡，用于监测混凝土坝与土石坝的连接结构的渗透压力；

所述的光纤光栅界面变位计布置在连接结构的侧坡、上游坡和下游坡，用于监测混凝土坝与土石坝的连接结构接触面脱空、顺坡向和水平向的剪切变形；

所述的光纤光栅土压力计布置在连接结构的侧坡、上游坡和下游坡，用于监测混凝土坝与土石坝的连接结构坡面上的正向土压力分布；

所述的光纤光栅位移计布置在连接结构的侧坡、上游坡和下游坡，用于监测混凝土坝与土石坝的连接结构的水平位移。

上述技术方案中，所述的传感单元依次通过终端分线盒及尾纤与光纤光栅解调仪相连接。

进一步，优选的是每个通道设有多个通过单模单芯光纤串联的光纤光栅传感器。

进一步，优选的是每个通道设有6-8个通过单模单芯光纤串联的光纤光栅传感器。

进一步，优选的是每个通道可通过耦合器按比例将该通道的带宽进行分配，分配成若干个并联的支路。

进一步，优选的是所述的耦合器为一分二耦合器。

本实用新型还提供一种混凝土坝与土石坝的连接结构的动态监测方法，使用上述的混凝土坝与土石坝的连接结构的动态监测系统，包括如下步骤：

步骤（1），根据工程特点及地质条件确定混凝土坝与土石坝的连接结构重点监测部位和监测项目；

步骤（2），按照步骤（1）确定的重点监测部位和监测项目，布设混凝土坝与土石坝的连接结构的动态监测系统，主要是布设好光纤光栅传感器，并连接好光纤；

步骤（3），数据采集、传输及分析：通过监测单元采集到的数据，经数据处理模块处理后，存储于数据存储模块中，并将混凝土坝与土石坝的连接结构的动态监测信息显示在终端显示电脑上；

步骤（4），根据步骤（3）监测得到的信息，对混凝土坝与土石坝的连接结构的工作性状进行评价。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：

本实用新型根据混凝土坝与土石坝的连接结构的特点，设计了一套动态监测系统，系统采用先进的光纤光栅仪器和光纤光栅解调仪对连接结构重点部位进行监测，监测项目包括连接结构的变形、渗压及应力；本实用新型从监测项目、监测点及网络的布局、监测仪器选型以及监测手段到监测成果的分析进行全方位、全过程设计，解决水电站混凝土坝与土石坝的连接结构监测的难题，为类似工程提供经验。