高混凝土面板堆石壩的動態(tài)監(jiān)測.doc

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1、高混凝土面板堆石壩的動態(tài)監(jiān)測摘要：地震反應監(jiān)測、水力學原型觀測、爆破振動監(jiān)測是高面板壩動態(tài)監(jiān)測的重要組成部分，應給予足夠的重視，本文簡要闡述了高面板壩動態(tài)監(jiān)測的目的以及它的主要內(nèi)容與有關問題。關鍵詞：高混凝土面板壩地震反應監(jiān)測水力學原型觀測爆破振動監(jiān)測　　1、引言　　混凝土面板壩是近二三十年內(nèi)發(fā)展起來的一種新壩型，由于它的發(fā)展歷史較短，以及現(xiàn)有面扳壩計算理論還不夠成熟和完善，面板壩的設計基本上是經(jīng)驗性的，采用工程類比的經(jīng)驗方法較多，所以應加強混凝土面板壩的監(jiān)測，積累大量的實測資料，為正確評價大壩運行狀態(tài)、校核設計和改進施工水平提供依據(jù)。　　隨著高混凝土面板壩的出現(xiàn)，以及深

2、覆蓋層上面板壩的興建，對面板壩監(jiān)測技術的發(fā)展起了促進作用，同時也引出了面板壩監(jiān)測技術的許多問題。1993年青海省溝后面板壩的失事，對我國面板壩的監(jiān)測技術提出了新的課題?！　∶姘鍓蔚谋O(jiān)測按外荷載引起物理量的變化速度可分為靜態(tài)監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測，對于靜態(tài)監(jiān)測，國內(nèi)外己做了較多的研究，而對作為同樣重要的動態(tài)監(jiān)測的研究則較少，特別是面板壩的地震反應性態(tài)如何，幾乎沒有任何的實測資料，所以探討混凝土面板堆石壩的動態(tài)監(jiān)測具有重要的現(xiàn)實意義，本文簡要介紹了高混凝土面板堆石壩動態(tài)監(jiān)測的目的以及它的主要內(nèi)容與有關問題。　　2、動態(tài)監(jiān)測　　面板壩的靜態(tài)監(jiān)測包括水平位移、沉降、孔隙水壓力、土壓力、面

3、板的應變和撓度、周邊縫的位移、鋼筋應力和滲流量；動態(tài)監(jiān)測包括地震反應監(jiān)測、水力學原型觀測和爆破振動監(jiān)測。對于地震反應監(jiān)測來說監(jiān)測物理量是瞬時的，發(fā)生的時刻目前難以預測，荷載作用的時間極短，一般只有幾十秒；而水力學原型觀測中監(jiān)測物理量持續(xù)的時間較長?！　?.1地震反應監(jiān)測　　2.1.1地震反應監(jiān)測的目的　　我國是地震多發(fā)國家，有不少面板壩建在地震區(qū)，象己建成的小干溝面板壩（55m）、大橋面板壩（95m）都處于地震烈度8°5以上的地區(qū)，而且地震運動對面板壩的壩體、壩基和溢洪道的穩(wěn)定性有重要的影響，大壩在地震時的性態(tài)很復雜，因此對地震區(qū)的面板壩進行地震反應監(jiān)測是一項重要的工作.

4、　　智利考戈蒂壩（75m）位于地震區(qū)，上游壩坡1∶1.6，下游壩坡1∶1.8，上游采用分層的混凝土面板，面板下為礫石墊層，1943年4月7日智利中部發(fā)生8.3級地震，壩址測得加速度為0.14g，地震后壩頂沉陷350mm，1945年至1946年又沉陷460mm，同時下游壩坡有石塊滾落?！　≡诿姘鍓紊喜贾脧娬鸨O(jiān)測儀器，可監(jiān)測天然地震和水庫誘發(fā)地震對壩區(qū)的影響以及壩體對地震的反應，可以獲得不同高程的振動加速度過程線，可為壩體、壩基和壩區(qū)附近高邊坡的抗滑穩(wěn)定分析提供實測資料?！　?.1.2測站布置和結果處理　　面板壩的地震反應監(jiān)測可分為工程地震監(jiān)測與工程動力性質(zhì)監(jiān)測，后者包括動孔

5、隙水壓力、動土壓力、動位移。由于地震監(jiān)測儀器價格較貴，在壩上布設的儀器不可能很多，因此，應將有限的儀器布置在關鍵的部位，對于面板壩而言除在壩體布置強震儀外，還應在壩下游距壩址約2倍壩高左右處設一基巖自由場測站，以測取基巖的地震動特性。目前國內(nèi)面扳壩的地震反應監(jiān)測測站一般設在壩的表面，布置在下游壩坡上，如天生橋一級面板壩，在下游壩坡三個位移觀測斷面的不同高程，以及壩體的兩端布置了強震儀觀測站13個，形成了地震觀測網(wǎng)；至于工程動力性質(zhì)監(jiān)測，目前國內(nèi)還只限于動孔隙水壓力觀測。　　地震反應監(jiān)測主要是利用強震儀來監(jiān)測地震時地面運動的全過程以及壩體等水工建筑物對地震的反應，在強震加速

6、度記錄測試中，一般直接測得到的是加速度信號，可用辛普生數(shù)值積分法推求相應的速度和位移變形?！　崪y的加速度記錄為　　　　欲計算的速度曲線為　　　　欲計算的位移曲線為　　　　　　2.2水力學原型觀測5　　由于水力學這門學科的發(fā)展還沒有達到完善的程度，有些設計參數(shù)還得從模型試驗中獲取，工程是否安全有待實踐的檢驗。因此，有必要從原型中測得實際資料?！　?.2.1流速監(jiān)測　　水流流速是水力學的重要參數(shù)，它是進行消能沖刷、磨損、脈動、空蝕和摻氣資料分析的依據(jù)。水流流速可分為區(qū)段平均流速、時間平均流速、脈動流速和斷面平均流速，可根據(jù)工程的規(guī)模、等級以及研究項目的需要確定監(jiān)測項目和監(jiān)測

7、部位?！　τ诟呙姘鈮危绾榈朗侵饕男顾ㄖ铮宜拈L度有些長達100多米，水流的流速很大，一般在溢洪道的溢流壩面、陡槽、挑流鼻坎未端等部位設流速監(jiān)測斷面，平均流速一般采用浮標、畢托管及流速儀來測定，由以上各法測定的流速，應及時進行整理分析，給出垂線的流速分布和平均流速，斷面的流速分布和平均流速以及代表流速分布特征的a系數(shù)值。　　脈動流速與消能沖刷、脈動壓力、空蝕與摻氣等有密切的關系，它是水力學原型觀測中的重要內(nèi)容，一般在沿水流方向與垂直水流方向布置足夠的測點，以便了解水流紊動強度的變化情況?！　?.2.2動水壓力監(jiān)測