土石壩應力監測是指對土石壩壩體在外力和自重作用下產生的內部應力的監測。通常在壩內埋設土壓力計監測壓應力。
基本介紹
- 中文名：土石壩應力監測
- 外文名：stress monitoring of earth and rockfill dam
- 學科：水利工程
- 領域：監測
- 監測對象：外力和自重作用下產生的應力
- 方法：壩內埋設土壓力計監測壓應力
簡介,發展概況,測點布置,監測設備,資料整理分析,
簡介
土石壩應力監測是指對土石壩壩體在外力和自重作用下產生的內部應力的監測。通常在壩內埋設土壓力計監測壓應力。土石壩應力監測的目的是:掌握土石壩內壓應力的大小、分布和變化情況，以分析土石壩是否穩定、內部是否有裂縫，為安全運行和養護修理工作提供依據，並可驗證土石壩設計計算結果。
發展概況
自1916年德國戈德貝克(A. J. Goldbeck)創製土壓力計後，西歐一些國家和美國、日本等國家都積極進行土壓力計的研製工作。中國1958年以來也先後研製過30多種土壓力計。因影響土壓力測值的因素比較複雜，過去各國研製的土壓力計大多只能監測總應力。1964年奧地利格帕奇(Gepatsch)壩套用平衡式土壓力計監測土壩應力，獲得較好成果。此後世界各國多趨向於研製壓力盒與感測器分離的二次膜結構的埋入式土壓力計，主要有平衡式、鋼弦式、電阻片式和差動電阻式等。中國己研製出鋼弦式、電阻片式和差動電阻式等土壓力計，目前主要使用鋼弦式和差動電阻式這兩種。
在設備埋設技術方面，1979年英國創立並採用非坑式埋設方法，即在填土表面開一扁孔，深度僅能容納土壓力計和電纜，埋入後，四周進行薄層回填，至回填土超過約二倍土壓力計直徑時，即投入正常施工。為研究土壓力計埋設後的方向變化，挪威曾採用在土壓力計上裝設小型傾斜儀的辦法。
測點布置
根據土石壩結構、地質情況和需要獲取監測數據的部位等布置測點。一般在土石壩上選定1個~3個監測斷面，其中包括最大斷面。在斷面上，結合其他有關監測設備，如應變計、固結管、垂直水平位移計、孔隙水壓力計等，進行綜合布置。以黏土心牆壩為例，可布置在心牆、心牆與壩殼接觸面和壩殼內。
監測設備
包括:平衡式壓力計、鋼弦式土壓力計、電阻應變片式土壓力計和差動電阻式土壓力計等。應力監測設備通常採用坑式埋設方法。坑深一般應大於1m，坑底留一承壓平台，台面要平整。在壩殼內，應做過濾層或在坑面上加少量細沙鋪平。在心牆與壩殼交界面上，挖坑並按心牆邊坡線將坑的內壁削坡。然後將土壓力計與承壓面緊密貼合，用原土回填，並夯實到原來的乾密度。在壩殼內，可用過渡層材料分層填實。
資料整理分析
應力監測資料要及時整理分析:計算有效應力及主應力和最大剪應力，繪製總應力、主應力、孔隙水壓力、有效應力、庫水位及土石壩填築高程等綜合過程線，繪製斷面應力分布圖;分析土石壩應力變化規律和分布是否正常，還可將土石壩變形監測資料與設計應力計算資料進行對照分析。
