大坝变形监测中倾斜仪、压力传感器和应变计的应用

　　大坝作为重要的水利设施，保证其安全运行具有重要意义。事实上，大坝在长期运行过程中由于受到各种复杂因素的影响，如水压力、渗流、温度等，这些因素会导致大坝产生变形甚至破损，因此，对大坝进行变形监测至关重要。

　　在变形监测中，倾斜仪、压力传感器和应变计是较为常用的仪器。它们通过感应和测量大坝的微小变化，提供关于大坝状态的宝贵信息，有助于及时发现和预防潜在的安全问题。

　　倾斜仪是一种测量垂直线偏离铅垂线的角度的仪器。在大坝变形监测中，倾斜仪可用于测量大坝的倾斜度，反映大坝的变形情况。通过在关键部位设置倾斜仪，我们可以实时监测大坝的动态，确保其稳定运行。

　　压力传感器是一种能够感应压力变化的仪器，主要有渗压计、土压力计等，通常用来测量水压力和土压力。在大坝变形监测中，压力传感器可以用于监测大坝内部的压力变化，提供关于大坝受力状态的信息。通过分析这些数据，我们可以评估大坝的安全性，并采取必要的措施。

　　应变计是一种测量物体应变量变化的仪器，即物体在受到力或温度变化时产生的变化。在大坝变形监测中，应变计可以用于测量大坝在不同位置的应变变化，反映大坝的受力状态和变形情况。通过布置多个应变计，我们可以全面了解大坝的变形情况，确保其安全运行。

　　在实际应用中，这些仪器往往需要结合使用，形成一套综合的监测系统。例如，可以将传感器和MCU自动测量单元结合使用，将数据传输至云平台进行储存分析形成报表，为决策提供更准确的数据支持。

　　随着科技的进步，越来越多的工具和技术用于大坝变形监测。通过合理使用倾斜仪、压力传感器和应变计，可以帮助管理者更有效地监测大坝的运行状态，及时发现并解决潜在的安全问题，保障大坝的安全稳定运行。同时，南京峟思也应继续关注和研究新的监测技术和方法，以应对未来更复杂、更严苛的运行环境，为大坝安全监测做出更大的贡献。

当一座大坝修建完成后，从水库开始蓄水运作开始，大坝就已经在力的作用下发生了形变了，受到了许多外力的影响以及自身内部应力，从而产生了一定程度的位移和沉降，这种变化称之为大坝变形。大坝变形主要特点是：坝顶变形大、腰部次之、底部最小。库水位上升、温度降低产生向下游的位移，库水位降低、温度升高产生向上游的位移。

因为力的存在，产生变形是不可阻止的，但是大坝都有一段允许范围内的变形量，但如果超过了这个范围，就会对大坝的稳定性产生一定的影响，甚至会造成安全事故。而大坝的形变是用肉眼无法察觉的，这时候就需要用到专业的监测仪器来对位移量和沉降值做精确的数据监测。监测的数据除了能预防和预警事故的发生外，长期的监测数据还能为以后的大坝安全工程提供有力的数据材料。

针对大坝变形中的位移和沉降，定位系统（globalpositioning system，缩写为GNSS）就能满足同时对水平和垂直方向的位移做出监测。而且GNSS监测站所提供的数据都是毫米级别的，水平面的精度为1mm~2mm，垂直面的精度为2mm~3mm。而且因为使用了卫星定位技术，所以在任何时候，任何位置，gnss监测站都能连续的提供三维的动态位置、速度和时间信息。利用gnss监测站进行大坝变形监测是一种高精度高科技高智能的监测手段，在应用中通常有两种方案：

1. 部署几台GNSS接收机，定期由人工到监测点上去观测，将监测的数据进行处理，然后对变形进行分析和预报。

2. 在原有监测点的基础上，取消人工定期观测，直接通过软件控制，实现实时监测数据统计分析，解算。并作出预报和预警动作。

所以在大坝变形监测项目中，GNSS接收机或者GNSS监测站，所起到的作用就是对大坝的水平和垂直两个方向上的位移量进行全天候无间断的高精度监测，起到预防和预警作用。

　随着科技的不断发展，水库大坝的安全性和稳定性监测越来越受到重视。水库大坝的水平位移监测以及垂直位移监测是目前常用的监测方式。本文将介绍水库大坝水平位移监测和垂直位移监测的概念以及当前的监测技术手段。

　　水平位移监测：用观测仪器和设备对结构某一 点的水平 方向的位移量的测量 。水平位移变化有一定规律性。监测并分析水平位移的规律性，目的在于了解水工建筑物在内、外荷载和地基变形等因素作用下的状态是否正常。

　　垂直位移监测：用观测仪器和设备对结构某一 点的垂直方向的位移量的量测。对垂直位移及其他有关项目的监测资料进行分析，可以预测坝体开裂、滑坡、坝基失稳或其他有关险情，从而采取相应措施，防止事故的发生和扩大　　水库大坝变形监测技术手段主要包括土石坝安全监测技术和混凝土坝安全监测技术。

　　土石坝安全监测技术涉及表层变形、内部形状变化、缝隙形成、渗水现象和岸坡位移等方面。为了综合考虑大坝的安全性，需进行竖向位移和水平位移的监测。具体来说，竖向位移监测主要采用沉降仪、静力水准仪测量，而水平位移监测则采用各种位移计、测斜仪。

　　混凝土坝安全监测技术主要监测坝基变形、缝隙、接缝以及坝基变形、滑坡或高边坡位移等。针对不同情况，可以选择合适的监测方式。比如:混凝土面板坝面板挠曲变形监测使用测斜仪、裂缝和接缝监测以及混凝土面板周边缝板间缝等变形监测采用各种测缝计。

　　在水库大坝的监测中，水平位移和垂直位移是重要的监测指标。通过选用合适的监测技术和方式，可以及时发现和解决问题，确保水库大坝的安全性和稳定性。不断提升监测技术的准确度和精确度，对于预防和减少大坝事故具有重要意义。因此，水库大坝的水平位移和垂直位移监测技术应得到持续关注和研究，以保障水利工程的安全运行。

　　大坝安全监测是人们了解大坝运行状态和安全状况的有效手段和方法。它的目的主要是了解大坝安全状况及其发展态势，是一个包括由获取各种环境、水文、结构、安全信息到经过识别、计算、判断等步骤，给出一个大坝安全程度的全过程。

　　此过程包括：通过各种信息的获取、整理和分析，大坝安全监测给出大坝安全评价，控制大坝安全运行校核计算参数的准确性和计算方法的实用性反馈施工方法的正确性，改进施工方法和施工控制指标为科学研究提供现场资料，检验各种理论、校正各种模型和参数，协助找出实测规律和辅助成因分析等。

　　检查监测是利用人员本身通过观察、手摸或者利用一些简单的工具对建筑物进行简单的观测。使用仪器观测虽然可以得到更为准确的信息，但一个建筑物的仪器安设点数是有限的，太多的仪器设备不利于经济方面的考虑。

　　另外水工建筑物裂缝、渗水等缺陷部位也不一定发生在仪器设备的观测点上，所以人员的检查观测具有相当重要的地位。有利于及时的弥补仪器的不足，及时的发现异常情况的发生。

　　南京峟思工程仪器www.njysiot.com指出检查观察主要检测建筑物有无裂缝，在坝脚、迎水坡部位有无塌陷、流土和沼泽化的现象，在伸缩缝部位是否有渗漏，混凝土表面有没有松软、侵蚀的危害，有泄水作用的部位检查有无磨损、剥落金属部位的焊缝、铆钉等是否生锈变形。

重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。重力坝的变形监测可以及时发现和分析重力坝变形的情况，及早预警并采取措施，以确保重力坝的稳定性和安全性。那么重力坝变形监测断面布置要注意什么呢？

1、变形横向监测断面垂直于坝轴线方向布置，应布置在地质或坝体结构复杂的坝段、高坝段和其他有代表性的坝段。

2、变形横向监测断面的数量，应根据地质情况、坝体结构和 坝顶轴线长度等因素确定，可设1 个～3个；对于坝顶轴线长度大于800m 的，可设3个～5个。当存在需兼顾准直系统基点、折线坝型等特殊情况时，横向监测断面的数量可视需要布置。

3、变形纵向监测断面平行于坝轴线方向布置，纵断面上的测 线沿高程方向宜设在坝顶和基础廊道，高坝宜结合坝内廊道及坝 后交通设施，在坝体中间高程布置纵向测线。

以上就是重力坝变形监测断面布置具体要求，南京峟思传感器，专业技术团队，渗压计、量水堰计、测斜仪等传感器产品以及MCU自动采集模块全力支持大坝安全监测。

在此背景下，现代化的大坝安全监测显得尤为重要。为了实现无人值守的大坝实时监测自动化，我司推出了水库大坝安全监测传感器及数据采集系统，通过实时采集大坝沉降、倾斜、水压以及大坝形状特征等信息，对数据进行储存、计算，做出大坝安全报告，该系统为工程施工及运行管理人员提供数据支持和判断依据，做出快速的灾情预警预报，保障百姓的生命财产安全。

具体来说，水库大坝安全监测系统由监测中心、通信网络、现场监测设备、现场采集设备等组成，根据不同地区的通信、环境等条件，设立大坝安全监测点，配置相应的传感器以及遥测终端、通信终端设备，实现大坝安全信息的自动采集、传输。

主要监测指标包括以下几个方面：

1. 变形监测：通过水平位移、垂直位移和裂缝位移等参数，监测大坝形状的变化情况。对应我司产品：VWS型振弦式应变计、VWR型振弦式锚杆应力计、VWD型振弦式位移计、VWD-J型振弦式测缝计等。

2. 渗流监测：监测渗流压力、渗流量等参数，以识别大坝渗漏问题。对应我司产品：VWP型/YSP型振弦式渗压计、YL-A型磁致式量水堰计、水位计等。

3. 数据采集：对传感器数据进行采集、管理、绘制过程线、生成报表、简单分析、报警。在监测指标的基础上，该系统还将按照标准水文协议，自动定时上报到贵州省、市、县三级水利监管平台，使得管理部门能够快速响应、及时应对灾害事件。对应我司产品：MCU自动化测量单元、振弦测量模块、多功能/全功能采集模块等。

综上所述，水库大坝安全监测系统已经成为维护大坝安全稳定运行的重要手段，得到广泛的应用。尽管该系统存在一定的成本和技术门槛，但它可以有效降低灾害损失，并加强大坝管理部门的决策能力和监管能力，充分保障了生命财产安全。

　　混凝土大坝是现代水利工程中常见的一种重要建筑形式，它承担着调节水流、防洪和发电等多种功能。而混凝土的应力和应变的布置要求则是确保大坝的结构稳定和安全运行的基础。在混凝土大坝的设计和施工过程中，应力和应变的布置要求被视为一项关键任务。下面南京峟思给大家介绍下混凝土大坝混凝土的应力和应变的布置要求：

　　1、应根据坝型、结构特点、应力状况及分层分块的施工计划，合理地布置测点，使观测成果能反映结构应力分布及大应力的大小和方向，以便和计算成果及模型试验成果进行对比，以及与其他观测资料综合分析。

　　2、测点的应变计支数和方向应根据应力状态而定。空间应力状态宜布置7～9向应变计，平面应力状态宜布置4～5向应变计，主应力方向明确的部位可布置单向或两向应变计。

　　3、每一应变计组附近应布置相应的无应力计。

　　4、坝体受压部位可布置压应力计，以便与应变计组相互验证。压应力计和其他仪器之间应保持0.6～1.0m的距离。

　　除此之外，在进行布设的时候时候需要考虑大坝结构的整体稳定性和承载能力同时还要考虑材料的疲劳特性和变形特性以及施工和维护过程中的实际操作问题，只有满足这些要求，混凝土大坝才能够长期保持稳定性和安全性，发挥其重要的水利工程功能。

在水库大坝的实时监测中，主要任务是通过无线传感网络监测各个监测点的水位、水压、渗流、流量、扬压力等数据，并在计算机上用数据模式或图形模式进行实时反映，以掌握整个水库大坝的各项变化情况。大坝安全监测系统能实现全天候远程自动监测，并将监测数据自动采集并进入相关数据库中，也可以利用人工观测条件进行监测。

　　在项目设计阶段，应特别考虑地质构造特点、结构稳定性、材料选取及相关参数等内容。为了尽可能实现监测的科学化，需要借助相关监测仪器和相应的计算方法，结合模型进行实验模拟以更好地了解各个隐患发生的部位及程度，然后利用仪器设备对各个参数进行进一步的实验，以优化配套。

　　在施工阶段，除了要保证施工方式以及相关规范的要求外，还应对施工材料及各个结构部位的相应参数进行再次检核。在大体积混凝土施工中，必须严格控制施工温度，并对温度的变化进行全过程控制。在防渗漏施工中，必须经过严格的检测，保证碾压工作的密实度符合要求。

　　在运营阶段，应将运行期间收集的资料建立相应的监控模型，以掌握大坝的运行情况及发展态势。为了弥补数据反映的是大坝的外部特征而隐患部位不易发现的特点，必须借助探测仪器进行具体监测，监测的参数主要有变形、渗压渗流、应力、温度、水文气象等数据。例如，在水库的运行阶段，大坝的安全监测主要内容和方法包括：

　　变形监测：

　　VWS型振弦式应变计、VWA型振弦式测力计、VWD型振弦位移计监测坝段相对于坝段的水平位移和垂直位移。

　　YJL-200静力水准仪监测坝基的水平位移和垂直位移。

　　YS型测斜仪、测斜仪校核大坝倾斜及垂直位移，在坝顶和廊道内共设测点。

　　渗压渗流监测：

　　内容包括扬压力、渗流量：

　　在纵向廊道和横向廊道内分别设扬压力计监测水的扬压力。

　　在横向廊道内设量水堰，在集水井内设水位测量仪来监测坝体渗流量。

　　水库的其他监测：

　　温度计、水位计、气压计、雨量计、等遥测设备。

　　老化阶段

　　伴随材料的逐步老化，材料的性能全面下降，大坝的性能必然会因为材料的老化而整体性能降低。此种情况下，一般建立的检测模型便不能很好地反映大坝的安全问题，为了保证监控工作的准确性，必须将检测重心转移到混凝土结构内部以及钢筋老化上来。