一种狭窄河谷大坝坝体变形监测装置的制作方法

本发明涉及一种狭窄河谷大坝坝体变形监测装置，属于水利水电工程。

背景技术：

1、土石坝是水利水电工程常见的挡水建筑物，由堆石坝体和防渗体组成，防渗体是防止水库水渗漏的主要结构体，而堆石坝体是防渗体的支撑主体，堆石坝体的稳定性是防渗体安全性的保证，堆石坝体的变形大小及变形梯度对防渗体的安全性有很大影响。对于狭窄河谷中的土石坝，由于狭窄河谷的岸坡较陡，两岸岸坡部位的堆石坝体由于重力作用，不仅向河床部位产生垂直沉降变形，还会产生水平变形，形成狭窄河谷效应。这种变形过大时往往会造成防渗体破坏，而现有的监测方式无法同时监测岸坡部位某点堆石坝体的垂直与水平变形，因此难以判断堆石坝体对防渗体安全性的影响程度。

技术实现思路

1、本发明提供了一种狭窄河谷大坝坝体变形监测装置，能够解决现有监测方式无法同时监测岸坡堆石坝体的垂直与水平变形的问题。

2、本发明提供了一种狭窄河谷大坝坝体变形监测装置，所述装置包括至少一个监测模块，所述监测模块包括：

3、测斜仪，其两端分别连接在大坝两侧的坝肩岩体上，用于测量大坝坝体沿坝轴线方向的第一沉降变形和第一水平位移；

4、多个沉降仪，成排分布在所述测斜仪的一侧、且与所述测斜仪的高程相同，用于测量大坝坝体沿坝轴线方向的第二沉降变形；

5、计算单元，用于根据所述第一沉降变形和所述第二沉降变形计算大坝坝体的沉降变形梯度，并根据所述第一水平位移计算大坝坝体的水平变形率。

6、可选的，所述监测模块还包括：

7、多个位移计，成排分布在所述测斜仪远离所述沉降仪的一侧、且与所述测斜仪的高程相同，用于测量大坝坝体沿坝轴线方向的第二水平位移；

8、所述计算单元具体用于根据所述第一水平位移和所述第二水平位移计算大坝坝体的水平变形率。

9、可选的，所述测斜仪包括：

10、两条柔性测斜仪，其一端分别连接在大坝两侧的坝肩岩体上，另一端通过连接件连接。

11、可选的，所述位移计与所述沉降仪数量相等、且位置相对。

12、可选的，所述位移计和/或所述沉降仪距所述测斜仪的距离为0.5~1.0m。

13、可选的，相邻沉降仪之间的间距为10~15m。

14、可选的，所述计算单元具体包括：

15、增量计算子单元，用于根据所述第一沉降变形和所述第二沉降变形计算相邻两测量点的沉降变形增量；

16、梯度计算子单元，用于计算相邻两测量点的沉降变形增量与相邻两测量点间距的比值，并将所述比值作为沉降变形梯度。

17、可选的，所述计算单元还包括：

18、变形量计算子单元，用于计算测量点的第一水平位移和对应的第二水平位移的均值，并将所述均值作为测量点的水平变形量；

19、变形率计算子单元，用于计算测量点的水平变形量与所述测量点至坝肩岩体的距离的比值，并将所述比值作为水平变形率。

20、可选的，所述监测模块为多个，多个所述监测模块分布在河谷河道同一位置的不同高程处。

21、可选的，所述监测模块为多个，多个所述监测模块分布在河谷河道同一高程的不同位置处。

22、本发明能产生的有益效果包括：

23、本发明提供的狭窄河谷大坝坝体变形监测装置，通过在河谷河道中布置测斜仪和沉降仪，利用沉降仪对测斜仪测量的沉降变形数据进行校对，以实现大坝坝体的沉降（垂直）变形和水平变形的同时测量，从而解决了两岸岸坡部位坝体的垂直与水平变形监测问题。本发明采用测斜仪和其他监测方式（如沉降仪和位移计）相结合的方法，保证了监测结果的精确度；同时，本发明通过对监测数据的分析计算，可以判断狭窄河谷引起的坝体变形对防渗体安全性的影响，也为后续采取工程措施提供基础。

技术特征：

1.一种狭窄河谷大坝坝体变形监测装置，其特征在于，所述装置包括至少一个监测模块，所述监测模块包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测模块还包括：

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测斜仪包括：

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述位移计与所述沉降仪数量相等、且位置相对。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述位移计和/或所述沉降仪距所述测斜仪的距离为0.5~1.0m。

6.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，相邻沉降仪之间的间距为10~15m。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算单元具体包括：

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述计算单元还包括：

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测模块为多个，多个所述监测模块分布在河谷河道同一位置的不同高程处。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测模块为多个，多个所述监测模块分布在河谷河道同一高程的不同位置处。

技术总结
本发明公开了一种狭窄河谷大坝坝体变形监测装置，属于水利水电工程技术领域，能够解决现有监测方式无法同时监测岸坡堆石坝体的垂直与水平变形的问题。所述装置包括至少一个监测模块，监测模块包括：测斜仪，其两端分别连接在大坝两侧的坝肩岩体上，用于测量大坝坝体沿坝轴线方向的第一沉降变形和第一水平位移；多个沉降仪，成排分布在测斜仪的一侧、且与测斜仪的高程相同，用于测量大坝坝体沿坝轴线方向的第二沉降变形；计算单元，用于根据第一沉降变形和第二沉降变形计算大坝坝体的沉降变形梯度，并根据第一水平位移计算大坝坝体的水平变形率。本发明用于大坝坝体的变形监测。

技术研发人员：陆希,张群,陈树联,姬阳,高焕焕,王伟,张轶非,徐霁云
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21