[发明专利]一种混凝土重力危坝溃坝风险的测定方法

说明书

本发明涉及一种混凝土重力危坝溃坝风险的测定方法，其属于水利工程领域。它首先采用的声波层析检测技术对混凝土重力式危坝进行检测，即利用声波层析技术先对重力式危坝进行全面的检测，确定出坝体最不利的危险断面，其次以此为基础提出和建立了一种混凝土重力危坝溃坝风险的动力测定与稳定性评价的动弹模参数，运用该参数监测在库水位变化的条件下重力式危坝的最不利危险断面变化规律，并运用单位动力损伤率和单位时间损伤率综合对危险断面的动弹模的变化规律进行评价与分析，进而达到对混凝土重力式危坝的动态稳定性及耐久性等进行评价与预测。

技术领域

本发明涉及一种混凝土重力危坝溃坝风险的测定方法，其属于水利工程领域。

背景技术

随着我国建筑业的飞速发展，城市化建设的不断加快，混凝土成为国民基础设施、交通、水利等土木工程领域最重要的结构材料之一。在我国，混凝土的用量高达数十亿立方米，被广泛的应用于道路、房建、桥梁和国防建设中。但是，混凝土通常应用于复杂的环境中，在混凝土服役的过程中，往往因化学侵蚀、外部荷载以及自然条件(温度的循环变化、冰冻)等因素，引起混凝土工程产生累计损伤和破坏，严重的情况下，甚至会导致灾难性事故的发生。因此，采取必要的监测手段对大型混凝土工程(混凝土重力坝、混凝土桥梁)结构实施实时动态的监测和预警，保证在其服役期间的安全运营变得极其重要。

混凝土重力坝由于其特殊的工作环境，受自然条件的作用(温度的循环变化、冰冻等)以及水动力的反复变化使混凝土坝产生老化。因此，我们需要了解大坝经长期工作后坝体内部的特性变化以及内部危险断面的发生情况。传统的方式是依靠在坝体的断面上埋设仪器，如应力计、应变计、侧缝计等，根据仪器监测结果来了解大坝的工作状态，但是大坝在长期运行过程中大坝发生老化病害的位置，不一定是在原来埋设仪器的断面上，此外在大坝运行数十年后内部埋设的仪器已经逐渐无效，无法再进行监测。因此，传统的方法已经不能满足人们迫切对大坝安全性使用与监测要求。

为了保障混凝土重力坝的安全性，对其各项性能指标进行检测评估显得极其重要，混凝土的损伤是一个长期累积的过程，必要时应对其进行长期的在线监测，以保证其在服役期间的安全性。目前，对混凝土大坝现有的检测手段可分为有损检测技术和无损检测技术：有损检测技术对检测结构会造成一定的损伤，例如拔出法，钻芯取样法等，这类方法的特点是以对混凝土构件的局部破坏获得实际抵抗破坏的能力，并且直观可靠，测试所得的结果也容易被人们接收；其缺点是会对混凝土构件局部造成破坏，检测后需要进行二次修补，不适用于大面积的混凝土构件的检测，因而此种方法对于重力式危坝会造成一定程度的结构损坏，所以一般不采用此种方法。而随着科学技术的快速发展，无损检测技术也逐渐突破了原有的范畴，涌现了一批新的测试方法，包括微波吸收、雷达扫描、红外线成像法、脉冲回波、激光应用、核磁共振法(NMR)、声发射检测法等。无损检测方法已在结构混凝土质量检测中得到普遍的应用，并且取得了较好的技术经济效应。

发明内容

本发明针对目前对混凝土重力坝测定方法的不足与局限性，提供一种利用声波层析检测技术对混凝土重力式危坝进行全面检测的混凝土重力危坝溃坝风险的测定方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种混凝土重力危坝溃坝风险的测定方法，包括如下步骤：

步骤一，大坝主要测量参数的确定

根据声波监测大坝的特点与需求，选取坝体上部、中部和底部不同部位边长为150mm的立方体10个，利用公式测定各个试块的密度ρ_i，取它们的算术平均值作为坝体密度ρ；

步骤二，重力式危坝监测仪器探测位置与危险断面的确定

从大坝一端起始沿纵向布置ST-2000型声波层析检测系统，该系统主要包括高频电火花振源和速度型检波器，其布置方式如图1所示：