高混凝土面板堆石壩的動態(tài)監(jiān)測論文

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1、高混凝土面板堆石壩的動態(tài)監(jiān)測論文.freel）、大橋面板壩（95m）都處于地震烈度8°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.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。在面板壩上布置強震監(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

2、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。2.1.2測站布置和結(jié)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(shè)的儀器不可能很多，因此，應將有限的儀器布置在關(guān)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(shè)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(shè)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1

3、3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。實測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(shè)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。2.2.1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

4、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)測部位。對于高面扳壩，溢洪道是主要的泄水建筑物，且它的長度有些長達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(shè)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(guān)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

5、變化情況。2.2.2動水壓力監(jiān)測高速水流的動水壓力對于確定溢洪道的動力符載、空蝕和摻氣等現(xiàn)象具有重要的影響，它的瞬時值包括時均壓力和脈動壓力，一般作用在建筑物上的瞬時荷載高于時均荷載，若設(shè)計時只考慮時均均載，而未考慮脈動壓力，建筑物就有破壞的危險。對于高面板壩，時均壓力測點一般布置在溢洪道的閘孔中線、閘墩兩側(cè)和溢流堰的堰頂，而脈動壓力可在沿水流方向與垂直水流方向布置足夠的測點，同時在水流特性與邊界條件有突變的部位也布置測點.并盡量使之與模型測點相對應，以便驗證模型試驗的結(jié)果。監(jiān)測脈動壓力的傳感器是將實際物理量轉(zhuǎn)換為電的模擬量來實現(xiàn)的，所以測量之前，必須進行率定，找出物理量同模擬量之間的關(guān)系，

6、率定在室內(nèi)和現(xiàn)場分別進行。2.2.3水流振動監(jiān)測隨著高面板壩的興建，有關(guān)水力引起結(jié)構(gòu)物的振動問題已引起人們的關(guān)注，而流動誘發(fā)振動問題較復雜，利用現(xiàn)有的流體力學和結(jié)構(gòu)力學的基本理論還不能完全解決它，因此，需通過原型觀測獲得數(shù)據(jù)來解決。面板壩的溢洪道泄槽、水工閘門容易產(chǎn)生振動，水電站的引水管道由于內(nèi)水壓力的波動也容易引起振動問題，水流振動監(jiān)測主要是監(jiān)測動水荷載的傳遞過程和結(jié)構(gòu)物對振動的反應過程.振動測量系統(tǒng)包括傳感器、放大器和記錄器三部分，這三部分需合理配套才能正確進行測試工作；在水工閘門、隧洞及壩體的振動監(jiān)測中，也可以采用在結(jié)構(gòu)物上直接粘貼電阻應變片的方法測取應變值。2.3爆破振動監(jiān)測2.3.

7、1爆破振動監(jiān)測的目的在面板壩的施工過程中，壩基、溢洪道、地下建筑物（包括施工導流洞和地下廠房）的開挖和壩料開采過程中有時要進行爆破，這使炸藥的部分能量將以波的形式在巖體、水、空氣中傳播，形成沖擊波，可能引起具有潛在滑動面的邊坡或地下洞室圍巖等結(jié)構(gòu)動力失穩(wěn)；同時在爆破振動荷載的反復作用下，會引起巖石、混凝土等材料的力學參數(shù)變化，如材料力學強度指標的降低，材料中原有裂隙的擴張或者新裂隙的產(chǎn)生，以及滲透系數(shù)的增大等