[发明专利]基于真空激光准直观测系统的大坝变形性态分析方法

说明书

一种基于真空激光准直观测系统的大坝变形性态分析方法，该方法利用专用固定装置将真空激光准直观测系统设置在每个坝段的坝顶，每个坝段布置一个真空激光准直观测系统作为观测点，该系统观测分辨率为0.01mm，一次观测读数中误差≤0.1mm，凭借测量精度高、范围广、速度快以及系统运行稳定、易于维护等优点，真空激光准直观测系统在大坝变形监测中的应用在近些年日趋成熟，并在诸多工程中得到了良好的应用。依据设置在坝顶的真空激光准直观测系统，某混凝土重力坝实现了实时展现坝体变形性态，并可根据监测资料分析和评价坝体变形对大坝安全运行的影响。

技术领域

本发明涉及一种基于真空激光准直观测系统的大坝变形性态分析方法。

背景技术

变形监测是混凝土重力坝安全监测中重要的一项，长期以来常用的监测方法有垂线、引张线、视准线、静力水准等，但上述监测方法普遍存在覆盖面窄、观测精度低、测量速度慢等缺点，难以准确、快速掌握大坝变性态。因此对于轴线较长的大坝，其水平位移沿轴向分布状态需要一套观测精度高、测量速度快且易实现自动化的监测系统来反映。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于真空激光准直观测系统的大坝变形性态分析方法，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种基于真空激光准直观测系统的大坝变形性态分析方法，其特征在于：该方法利用专用固定装置将真空激光准直观测系统设置在每个坝段的坝顶，每个坝段布置一个真空激光准直观测系统作为观测点，该系统观测分辨率为0.01mm，一次观测读数中误差≤0.1mm；一方面利用激光观测系统实测坝体变形量，客观、真实的反映大坝在不同季节变形情况，通过对积累的监测数据进行历时分析和统计模型分析，反映大坝随寿命增长而表现出的变形特征，进而为研究混凝土耐久性和大坝服役寿命提供技术借鉴；另一方面，通过绘制大坝变形一维分布图，实现实时反映大坝沿坝轴线变形分布状态，特别是对于某混凝土重力坝沿坝轴存在的三处较为明显的变形差，实现不同时段对比显示，从而掌握大坝沿坝轴线水平向变形性态。

大坝变形历时分布情况依靠真空激光准直观测系统长期监测成果来反映，通过绘制大坝变形量随时间变化的关系曲线，并结合坝址区气温和库水位监测成果，明确各坝段在不同工况下坝体变形规律；

利用逐步回归法，以坝顶真空激光准直观测系统监测坝顶水平位移量为样本建立统计模型，结果表明气温变化是否为影响坝顶水平向变形的主导影响因素，库水、降雨量环境量变化对变形影响量大小；

利用分布图对比法和特征值统计法对大坝沿轴向水平变形特性进行分析，通过结果分析在低温季节沿坝轴线水平向位移存在多少明显的变形差，即安装间和厂房坝段平均变形差、第一个坝段平均变形差、第二个坝段平均变形差值；高温季节多个区域的变形差变化大小，大坝沿轴向水平位移是否趋于协调；

专用固定装置包括固定架、设置在固定架内的滚筒组和设置在固定架上方的用于夹紧真空激光准直观测系统的临时夹紧装置；滚筒组为两个缠绕拉紧钢索的能够自转的滚筒结构，两个滚筒结构的转轴之间相互平行，两个滚筒结构设置在一个公共的旋转支架上，一根立轴由固定架的上端穿过固定架的中心和旋转支架的中心后连接至固定架底部，旋转支架为能绕立轴旋转的结构，使得两个滚筒结构绕该立轴旋转；

立轴上套有旋拧套, 旋拧套为能沿立轴上下移动且能相对于立轴自转的结构，旋拧套的下端伸进固定架内，旋拧套的上部留在固定架外，在立轴的下部套有上顶弹簧，上顶弹簧下端与立轴固定，上顶弹簧上端顶触旋拧套的下端并始终保持将旋拧套上顶的力；旋拧套下端连接横杆, 横杆的两端设置有方形的驱动套筒,在两个滚筒结构的轴的低端连接旋转支架,两个滚筒结构的轴的顶端设置有方形柱，驱动套筒为相对于滚筒结构做上下移动的结构，当上顶弹簧将旋拧套顶至最高的位置的时候，驱动套筒的底端与滚筒结构的顶端方形柱分离，当驱动套筒下压时驱动套筒逐渐套住滚筒结构的顶端方形柱使得滚筒结构被限制自转，同时，驱动套筒驱动两个滚筒结构以立轴为轴旋转；