[发明专利]一种混凝土坝与土石坝连接结构界面变形监测仪器及方法

说明书

本发明涉及一种混凝土坝与土石坝连接结构界面变形监测仪器及方法，属于水电工程技术领域。本发明根据混凝土坝与土石坝连接结构的特点，将4支电位器式位移计组成一套界面变形监测仪器，其中以每2支位移计为一组分别监测水平向和竖向连接结构的界面变形，从仪器构成、安装埋设等方面对界面变形监测仪器进行设计，并提出了界面变形的计算方法，本发明适用于土石建筑物与混凝土等刚性建筑物之间连接结构的界面变形监测，运用范围较广，经济效益显著，解决了水电站混凝土坝与土石坝连接结构变形监测的难题，为类似工程提供经验。

技术领域

本发明属于水电工程技术领域，具体涉及一种水电工程混凝土坝与土石坝连接结构接触面变形监测仪器及监测方法，该监测仪器及监测方法适用于土石建筑物与混凝土等刚性建筑物之间连接结构的界面变形监测。

背景技术

土石坝与混凝土坝等刚性建筑物之间的连接是当前水电工程技术领域的关键技术问题之一。国外对土石坝与混凝土坝连接结构技术研究较早，最早运用于工程在上世纪30年代，国外如日本、澳大利亚已有连接结构工程运用案例，日本绝大多数的连接结构大多在40m以下，澳大利亚已建工程中高度基本不超过50m。土石坝与混凝土坝连接结构在中国的起步相比国外较晚，但是国内的应用比较多，观音岩、丹江口、刘家峡、飞来峡、大广坝、河南板桥水库复建工程、碧口、鲁布革、碧流河等水电工程是其中的典型代表。上述工程中观音岩水电站混凝土重力坝与心墙堆石坝连接结构高度达到75m，为国内最高的连接结构，跻身世界大型接头工程前列。虽然土石坝与混凝土坝连接结构建设水平已趋于成熟，但对于超高连接结构界面变形的监测仪器，国内研究甚少，因此现有的监测仪器和方法已不能满足连接结构技术发展的需求，需要研究一种适用于混凝土坝与土石坝连接结构的界面变形监测仪器。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种混凝土坝与土石坝连接结构界面变形监测仪器及监测方法，以解决水电站混凝土坝与土石坝连接结构监测的难题，为类似工程提供经验。

本发明采用的技术方案如下：

一种混凝土坝与土石坝连接结构界面变形监测仪器，包括第一监测系统和第二监测系统，连接结构包括混凝土坝部分和土石坝部分；

一种混凝土坝与土石坝连接结构界面变形监测仪器，所述的连接结构分为两部分，一部分属于混凝土坝，另一部分属于土石坝；该界面变形监测仪器包括第一监测系统、第二监测系统和读数仪；

所述的第一监测系统包括第一位移计、第二位移计、第一万向节、第二万向节、第三万向节、第一预埋锚筋、第二预埋锚筋和第一混凝土块；所述的第一位移计的一端通过第一万向节与第一预埋锚筋相连，另一端通过第二万向节与第二位移计的一端相连；第二位移计的另一端通过第三万向节与第二预埋锚筋相连；

设第二万向节、第一万向节和第三万向节分别为所在的三角形的三个顶点A、B、C，∠ABC=∠BCA=∠CAB=60°,即为等边三角形，第一位移计和第二位移计的夹角为60°；

第二万向节还与第一混凝土块固定相连，所述的第一混凝土块固定于土石坝中；

所述的第一预埋锚筋和第二预埋锚筋预埋于混凝土坝中；

所述的第二监测系统包括第三位移计、第四位移计、第四万向节、第五万向节、第六万向节、第三预埋锚筋、第四预埋锚筋和第二混凝土块；所述的第三位移计的一端通过第四万向节与第三预埋锚筋相连，另一端通过第五万向节与第四位移计的一端相连；第四位移计的另一端通过第六万向节与第四预埋锚筋相连；

设第五万向节、第四万向节和第六万向节分别为所在的三角形的三个顶点O、P、Q，∠OPQ=∠PQO =∠QOP =60°,即为等边三角形，第三位移计和第四位移计的夹角为60°；

第五万向节还与第二混凝土块固定相连，所述的第二混凝土块固定于土石坝中；

所述的第三预埋锚筋和第四预埋锚筋预埋于混凝土坝中；