[发明专利]运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测系统及微震监测与分析方法

权利要求书

1.一种运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测与分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1).在坝体廊道内布置微震传感器；

(2).建立坝体空间坐标系，并确定微震传感器空间坐标；

(3).测定混凝土P波波速范围，在坝体廊道内布置敲击试验点，实施敲击试验以校定混凝土P波等效波速，混凝土P波等效波速的校定包括以下步骤：

(3.1).采用现场声波测试确定混凝土P波波速范围为V₁～V_m，在V₁～V_m之间间隔划分V₁，V₂，…V_k，V_k+1，…V_m共m个不同混凝土P波波速值；

(3.2).在不同高程廊道内间隔布置若干敲击试验点，并测量各敲击试验点三维坐标，记敲击试验点j的空间坐标为(x_qi，y_qj，z_qj)；

(3.3).实时采集各次敲击试验的波形信息，针对第j次敲击试验，选取n个通道，计算微震传感器初至触发时间平均值

(3.4).计算各微震传感器触发时间与平均值的差

(3.5).针对不同混凝土P波波速值，计算敲击试验点j到各微震传感器传播时间

(3.6).计算敲击试验点j到各微震传感器传播时间平均值

(3.7).计算敲击试验点j到各微震传感器传播时间与平均值的差

(3.8).构建目标函数对多次敲击试验m个混凝土P波波速值下的f_jk分别求和，计算结果最小的混凝土P波波速即混凝土P波等效波速；

(4).在敲击试验点提供震源，并通过微震传感器实时采集微震信息，处理并记录监测时段的微震事件；以微震事件所呈的条带状分布特征，作为坝体混凝土裂缝的空间方位；对微震事件进行实时分析，以微震事件数量在连续不同时段的增加特征，作为坝体混凝土裂缝空间方位的扩展方向。

2.根据权利要求1所述的运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测与分析方法，其特征在于：步骤(1)中，微震传感器布置在不同高程的廊道内，且同一廊道内的微震传感器间隔布置，使各微震传感器在空间上形成异面分布。

3.根据权利要求1所述的运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测与分析方法，其特征在于：步骤(2)中，以现场标志性不动点或某一微震传感器为坐标原点建立三维坐标系，并测量各微震传感器三维坐标，记传感器i的空间坐标为(x_si，y_si，z_si)。

4.实施权利要求1所述方法的运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测系统，其特征在于，包括设置在坝体廊道内的用于检测微震信息的微震传感器，微震传感器与用于采集微震信息的数据采集系统连接，数据采集系统与用于处理微震信息的数据处理系统连接，数据处理系统与用于计算与分析微震信息以得到裂缝空间方位结果的计算与分析系统连接。

5.根据权利要求4所述的运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测系统，其特征在于：微震传感器布置在不同高程的廊道内，且同一廊道内的微震传感器间隔布置，使各微震传感器在空间上形成异面分布。

6.根据权利要求4所述的运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测系统，其特征在于：微震传感器通过电缆与数据采集系统连接，数据采集系统通过网线与数据处理系统连接，数据处理系统与计算与分析系统通过无线网络连接。

7.根据权利要求6所述的运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测系统，其特征在于：数据处理系统设置在大坝现场办公中心，计算与分析系统设置在营地办公室计算与分析中心。

8.根据权利要求7所述的运行期混凝土重力坝体裂缝扩展的微震监测系统，其特征在于：大坝现场办公中心设置有无线发射端，数据处理系统通过局域网与无线发射端连接，无线发射端与计算与分析系统通过无线网络连接。