[发明专利]一种混凝土大坝应力梯度监测方法

权利要求书

1.一种混凝土大坝应力梯度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过安装于混凝土大坝关键部位的多向应变计组监测数据计算该关键部位的坝体主应力分布情况，求出主应力及其方向；

(2)依据主应力方向换算的倾斜角和方位角在混凝土坝坝内钻孔，在钻孔内串联布设若干应力监测传感器；

(3)以钻孔孔口坐标为原点，通过钻孔方向的倾斜角、方位角和串联布设的应力监测传感器单位长度，计算钻孔孔口至孔底的每支应力监测传感器的空间位置坐标值，并与应力监测传感器编号对应；

(4)钻孔内的应力监测传感器埋设完成进入稳定工作状态后，根据大坝工况实时进行监测，选取实测数据进行对比计算，获得主应力梯度路径，以及对应的主应力的梯度值，选取实测数据进行对比计算具体包括如下内容：

(4.1)选取一组实测数据，选取串联传感器中应力测值最大的测点σ0，以该测点σ₀为原点，以应力监测传感器的仪器长度d为单次搜索距离，以原点为始发，分别对两侧串联布设的相邻应力监测传感器进行测值对比，直至达到两端的最后一支应力监测传感器；

(4.2)根据对比结果，将应力顺序递减为主的沿线传感器坐标值进行连线，即获得主应力梯度路径，与各应力监测传感器的空间坐标值对应的应力测值即为主应力方向上的梯度值。

2.根据权利要求1所述的混凝土大坝应力梯度监测方法，其特征在于：步骤(1)中，首先剔除多向应变计组监测数据中的自由应变量，进行多向应变计组平衡检查与分配，然后换算测点应变为单轴应变，并使用单轴应变计算正应力，通过正应力求解剪应力，最后求解包含正应力和剪应力组成的应力矩阵，获得主应力及其方向。

3.根据权利要求1所述的混凝土大坝应力梯度监测方法，其特征在于：步骤(2)中，首先求出步骤(1)中混凝土大坝关键部位主应力方向的方位角和倾斜角，在混凝土大坝内采用地质钻钻孔，然后在孔内以串联形式布设多个应力监测传感器，应力监测传感器的布置以监测范围覆盖钻孔全孔深为原则，各应力监测传感器之间不进行连接固定。

4.根据权利要求3所述的混凝土大坝应力梯度监测方法，其特征在于：所述应力监测传感器的外侧设有保护套筒，所述保护套筒的两端安装有测程延长杆件，相邻的应力监测传感器通过保护套筒两端的测程延长杆件首尾连接，所述多个应力监测传感器的串联长度和混凝土大坝钻孔的全孔深适配。

5.根据权利要求4所述的混凝土大坝应力梯度监测方法，其特征在于：所述测程延长杆件采用与保护套筒同等强度、刚度和弹性模量的金属材料制作。

6.根据权利要求1所述的混凝土大坝应力梯度监测方法，其特征在于：步骤(3)中，首先采用附合导线法测量钻孔孔口的空间坐标，然后通过钻孔方向的倾斜角、方位角和串联布设的应力监测传感器单位长度，以钻孔孔口空间坐标为基点，计算每一支应力监测传感器几何中心位置的空间坐标。