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1、第二部分IBIS系统在大坝监测中的试验分析虽然IBIS系统进入我国比较晚，但是就目前而言，应用的工程项目还是很 多的，以下就紫平铺大坝外型变形监测的例子介绍IBIS系统的实际应用情况。1紫坪大坝简介紫坪铺水利枢纽工程位于四川省成都市西北60k m的都江堰市麻溪乡境内的岷江上游，下游距都江堰市9km拦河大坝为钢筋混凝土面板堆石坝。最大坝高 156m坝顶高程884.00 m，坝顶全长663.77 m，坝顶宽12.0m,上游坝面坡度 为1:1.4，高程840.00 m马道以上的下游坝面坡度为1:1.5，高程840.00 m马 道以下的下游坝面坡度为1:1.4 。2 IBIS仪器的安放与参数设置200
2、8年8月采用地表微变形远程监测雷达对紫坪铺水库大坝下游坝面变形进行监测，本次监测采用了 IBIS-L系统，监测雷达架设在大坝的下游面，距离坝顶800 m,在监测雷达和大坝之间基本没有遮挡物。如图2-1所示图2-1 IBIS设备相对于大坝的位置IBIS-L架设在大坝坝体的远处，能够监测到整个坝体的变形情况。IBIS-L的参数设置为表2-1所示。表2-1 IBIS-L 设备参数设置IBIS至大坝的距离550780m总监测时间15h天线倾角5度距离分辨率0.5m雷达波覆盖范围34度角度分辨率4.5mrad米样频率（1h米样次数）10最大监测距离1700m3获取坝体反射电磁波强度图IBIS-L是通过发
3、射并接收电磁波，运用高频电磁波的相位差对目标物的微 小变形进行监测，因此需要根据电磁波的反射强度来决定其中一点的数据准确性 如何。图2-2为电磁波能量图，通过该图可以看出整个大坝坝体的反射情况都非 常好，这为得到准确的结果提供了保证。大坝主体的反射能量均在20分贝以上, 反射情况良好，并且信号的稳定性很好。此外，在图中可以明显地看出大坝的外 形,坝体的每一个部分都显示的非常清楚， 坝体上的马道和楼梯都显示的非常清 楚。这为准确的找到每一个点的位置提供了保证。2008007006005005400300Thermal SNR dB25201510301002001002ULI400图2-2电磁波
4、能量图4获取估计信噪比图电磁波的反射情况是得到准确结果的前提， 但这不是惟一的条件，还要有其 他因素的影响。估计信噪比就是其中的一个，它代表着电磁波的稳定性。这个时 候就需要估计信噪比图，如图2-3在图中可以看出，大坝区域的估计信噪比值都 比较大，基本上都在10以上，这也为得到整个大坝区域变形结果提供了前提。Eslimarted SNR (dB| - zipingpu 禹m-MJ-2W-1L00Him1L02M300I IB1412，-| D e图2-3估计信噪比图5确定目标点的相关性接下来要考虑的就是目标点的相关性， 一般情况下，岩石的电磁波反射情况相对较好，植被的反射情况相对较差。在IBI
5、S-L中要通过目标物的相关性来判 定该点的稳定性。大坝的相关性图如图 2-4，从图中可以看出，大坝主体部分的相关性均接近于1Cohg闻呼辛 M$p - 丁艸gpu 0am图2-4大坝目标相关性图6获取坝体区域位移图IBIS-L得到的最终结果是整个区域每个点的变形情况，这些点的变形量在位移图中予以显示。由于IBIS-L 所采取的是长时间的实时监测，在整个监测过程中，气温、湿度等的变化会对整个探测结果造成一定的影响，因为在不同的环境下电磁波的传播速度不同。为了能够得到最终的准确结果，需要在整个监测区域内选取若干稳定点，也就是整个坝体的基准点。通过这些基准点对最终结果进行校准。图2-5为大坝的区域位
6、移图80070060050030020010040xmE “0-300200图2-5大坝区域位移图7对大坝区域位移图进行校准与获取单点位移图为了能够准确的校准气候对大坝监测的影响,需要在大坝区域内选取一个稳定点，通过这种方法去掉气候变化所带来的影响。在对紫坪大坝进行校准之后的局域位移图见图2-6所示图2-6校准点设置与大坝区域位移图最后，IBIS-L系统不仅可以获取大坝区域位移图，更可以获取大坝上任意一点的位移变化情况。如图2-7所示，我们在大坝上任选一系列点&50-200J50-50050 1M 150200250测0图2-7选取点在大坝上的位置示意图IBIS-L得到这些点的唯一变化情况见图
7、2-8所示21:00gOD03:00DBlOOTime fhour09:00112-005 43 2 1 GLUUJHLIaJLHaeldso sen图2-8选取点的位移变化曲线分析图2-8，可以看出，在15h的时间内，所有点的变化情况都在1mm以内 这些事实更加肯定了 IBIS的精度与可靠性。除了紫坪大坝变形监测项目之外，IBIS系统还广泛应用我国其他的工程项 目中。目前，IBIS-S系统已经应用于四川金沙江大桥（静态挠度测量、动态挠 度测量、自振模态分析），宝成铁路清江七号桥（动态挠度测量），漳龙高速石崆 山大桥（桥梁挠度与振动测试），杭州钱塘江大桥（静态挠度测量），京津高速铁 路杨村大桥（动态挠度测量）。IBIS-L系统现已应用于龙头石水电站大坝监测。
