[发明专利]一种用于监测面板堆石坝最大沉降的装置及方法

摘要

本发明涉及一种用于监测面板堆石坝最大沉降的装置及方法，属于混凝土面板堆石坝坝体变形技术领域。该装置包括ABS管、电磁式沉降仪和多个铁制沉降盘，所述的铁制沉降盘和ABS管均预埋在堆石体中；ABS管与坝基垂直，ABS管顶端与坝顶在同一平面或高出坝顶；所述的铁制沉降盘中间设有通孔，ABS管从铁制沉降盘的通孔中穿过，且ABS管与铁制沉降盘正交；所述的电磁式沉降仪的测头设于ABS管内；所述的测头为磁性测头；所述铁制沉降盘沿ABS管等间距放置。本发明根据面板堆石坝变形机理，采用本发明装置通过最大沉降计算经验公式进行计算，克服了常规最大沉降计算方法测值可靠性较低的缺点，易于推广应用。

主权项

一种用于监测面板堆石坝最大沉降的方法，其特征在于：采用的的装置包括ABS管、电磁式沉降仪和多个铁制沉降盘，所述的铁制沉降盘和ABS管均预埋在堆石体中；ABS管与坝基垂直，ABS管顶端与坝顶在同一平面或高出坝顶；所述的铁制沉降盘中间设有通孔，ABS管从铁制沉降盘的通孔中穿过，且ABS管与铁制沉降盘正交；所述的电磁式沉降仪的测头设于ABS管内；所述的测头为磁性测头；所述铁制沉降盘沿ABS管等间距放置；在预埋铁制沉降盘时，利用全站仪测出各个铁制沉降盘的初始高程；待面板堆石坝使用一段时间后，将电磁式沉降仪的测头放入ABS管中，测出各个铁制沉降盘高程，每个铁制沉降盘与其初始高程相减得到该铁制沉降盘所在部位的沉降量；利用铁制沉降盘的沉降量计算堆石体平均压缩模量，然后再根据堆石体平均压缩模量与最大沉降量之间的经验公式计算各监测阶段面板堆石坝最大沉降；具体包括如下步骤：步骤(1)，利用电磁式沉降仪测出铁制沉降盘的位置信息，铁制沉降盘的位置信息包括沉降盘上覆堆石厚度H、沉降盘下卧堆石厚度d和沉降盘沉降量δi，并通过堆石体质量检测方法检测得到堆石密度γ，通过公式(I)计算每个铁制沉降盘所在位置的堆石体压缩模量Ei；式中Ei为各个沉降盘所在位置堆石体压缩模量，其中i＝1～n，n为铁制沉降盘的个数；步骤(2)，步骤(1)中铁制沉降盘沿坝高呈等间距分布，其平均值可近似为堆石体平均压缩模量，利用公式(II)计算堆石体平均压缩模量E；步骤(3)，利用堆石体平均压缩模量与最大沉降量的经验公式(Ⅲ)计算面板堆石坝最大沉降量；Δhmax＝2.914Hmaxe‑0.01E  (Ⅲ)式中Δhmax为堆石体最大沉降量，Hmax为最大坝高，E为堆石体平均压缩模量。