[实用新型]混凝土大坝主应力梯度连续监测装置

说明书

本实用新型公开了一种混凝土大坝主应力梯度连续监测装置，解决了混凝土大坝不同部位主应力方向连续变化梯度分布缺乏监测手段，没有实测数据，目前依靠离散测点测值进行空间插值估算的问题，同时也可用于运行多年大坝内部应变计失效后的大坝应力补充监测措施。其特征是根据大坝应力监测资料和结构计算成果，分析大坝关键部位的主应力方向，按照此方向在大坝坝体上采用地质钻机钻孔，然后根据孔深，在孔内串联布置差动电阻式单向应变计传感器，为提升串联应变计测量范围，可在设备保护筒外增设与设备保护筒同等材质的不锈钢长杆。

技术领域

本实用新型涉及水电工程技术领域，具体涉及一种混凝土大坝主应力梯度连续监测装置。

背景技术

目前，各类型高坝、特高坝技术难度超出现行规范，缺乏既往经验可参照，给大坝建设带来一定不确定性，也对运行期如何更加有效地提升高坝安全管控能力和水平提出了挑战。高坝、特高坝运行安全问题应关注重点包括：①大坝承受库水推力高达千万吨级，巨大推力条件下坝基坝体结构承载力，坝体关键部位的应力分布与梯度等；②坝址处于地质构造活跃区，地震烈度高，强震动荷载作用下的坝体应力重分布，坝基深浅层构造面变形，坝体横缝开合度等；③高坝大库年际水位升降变幅大，加载-卸载往复作用下坝体材料强度和耐久度，经加固后坝基和坝肩地质软弱构造工况等；④特高坝坝身孔口多，泄流落差大，流速高，长时间大功率泄洪对坝身振动影响，坝身孔洞和泄洪消能设施等。应力是反映坝工结构力学性能最为敏感的物理量，应力超标是混凝土坝内部裂缝或局部破坏的先兆，拉应力超标将引起坝体开裂，剪应力超标将导致坝体滑移，混凝土坝局部破损总是能够在应力监测资料中找到证据，因此，应力监测是大坝安全评价不可缺少的内容。

传统的应力监测仪器主要是压应力计、无应力计、单向应变计和多向应变计组等，按照设计方案离散布设于大坝主要监测断面和截面，用于大体积混凝土内部的应力监测，其对于混凝土大坝坝体应力分布梯度连续监测无能为力，因此急需一种满足混凝土大坝应力梯度连续监测的装置，及时发现混凝土大坝关键部位在复杂应力工况下的异常变化和潜在破损。

实用新型内容

实用新型目的：针对目前混凝土大坝内部应力梯度仅能通过离散布设测点测值进行插值计算推测，无法进行在线实测和获取连续应力梯度测值的问题，本实用新型的目的是提供一种能够对混凝土大坝坝踵、坝趾及坝体上部等重点部位的应力梯度分布情况进行实测的一种混凝土大坝主应力梯度连续监测装置，该装置结构紧凑，安装维护方便，同时也可用于运行多年大坝内部应变计失效后的大坝应力补充监测。

技术方案：一种混凝土大坝主应力梯度连续监测装置，包括多个应力监测传感器，各应力监测传感器的外侧设有保护套筒，所述保护套筒的两端安装有测程延长杆件；所述多个应力监测传感器以串联的方式布置在混凝土大坝钻孔内，相邻的应力监测传感器通过保护套筒两端的测程延长杆件首尾连接，所述多个应力监测传感器的串联长度和混凝土大坝钻孔的全孔深适配。

优选的，所述应力监测传感器为差动电阻式单向应变计。

进一步的，所述测程延长杆件采用栓接方式与应力监测传感器外侧的保护套筒连接。优选的，所述测程延长杆件的强度、刚度和保护套筒的强度、刚度相同。

进一步的，还包括通信电缆，所述通信电缆包括若干传感器通信支电缆和1根监测通信主电缆，所述传感器通信支电缆和各个应力监测传感器对应连接，传感器通信支电缆的另一端与所述监测通信主电缆熔接，即各个应力监测传感器的信号输出端通过传感器通信支电缆和监测通信主电缆熔接，再由所述监测通信主电缆统一引出混凝土大坝钻孔的孔口；所述监测通信主电缆的输出端连接自动采集单元；优选的，所述通信电缆为 5芯水工电缆。

进一步的，所述混凝土大坝钻孔内设有回填水泥浆。优选的，所述保护套筒外包裹有柔性高分子聚合材料管，所述测程延长杆件外包裹有硬质高分子聚合材料保护管，用于隔绝所述回填水泥浆。