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1、一、名词解释（包括填空题）监测一对某个对象的运行发展过程进行抽查、测量以便掌握其发展状况的行为。检测一对某个对象进行量测，与要求的指标进行对比，以便判定其质量是否发到要求的 行为。水工建筑物类型：水坝、水闸、水工隧洞、泵站、渠道、堤防、竖井水电工程安全由科学先进的设计、高质量的施工和运行中的维护管理所决定，其中后两者离不开检测和监测。大坝破坏的7种类型：管涌、散浸、滑坡、空洞、脱坡、崩岸、漫顶。安全监测的目的：设置安全监测系统，按时科学观测，并用科学的方法进行资料分析， 及时发现问题，及时处理；除了及时掌握建筑物的工作状态，确保期安全外，其还有诊断、 预测、法律、研究等方面的作用。（1）诊断的
2、需要：包括验证设计参数、改进设计；对施工技术进行评估和改进；对不安全迹象和险情的诊断并采取措施进行加固等。（2）预测的需要：运用长期积累的观测资料掌握变化规律，对建筑物的未来状态做出及时有效的预报。（3）法律的需要：对由于工程事故而引起的责任和赔偿问题，观测资料有助于确定原因和责任，以便法庭作出公正判决。（4）研究的需要：观测是建筑物工作形态的真实反映，可为未来设计提供定量信息等。传感器（英文名称：tran sducer/se nsor ）是一种检测装置，能感受到被测量的信息， 并能将检测感受到的信息， 按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录
3、和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要 环节。数据采集器（Bar code Hand Terminal ）,又称盘点机、掌上电脑。它是将 条码扫描装 置与数据终端一体化，带有电池可离线操作的终端电脑设备。具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。大坝安全监测技术的现状与发展：国外一一人工观测（人工观测是观测人员用仪器测量、用肉眼观察的方法）；自动化观测（ 监测系统通常包括传感器、数据采集器、传输网 络和中心数据处理系统。）自动化监测系统经历了如下几个发展阶段：（1）自动数据记录仪；（2）自动化采集系统（自动化监测采集系统根据其结构形式的不同分为集中式系统、分布
4、式系统和混合式系统。）（3）自动化采集系统的现代化。集中式数据采集系统结构如下：/集线相集线箱第n类传感器第1类传感器第n类传感器集线箱第1 教类传感器z主机（中控室）、1采集器采集器集线箱_ ”Z集中式数据采集系统结构缺点主要有：每一个采集器只能接受一种类型的传感器（如差阻式仪器只能接入差阻式集线箱），且采集器置于主机附近，使得传感器不能就近入箱， 总线过长。众多仪器连接在一条总线上，一旦总线或某台仪器出现故障，势必影响其他 仪器的正常测量；缺乏灵活性，一般工程测量中，每个项目的测点数量是不均匀的，差别很大，而集中式系统中子系统的划分与测点数量无关，使得各个子系统的负载很不平衡。采集站集线
5、zx采集站*X/集线1集线V 11y第丿类传感眾第上类传感器#第1类传感器第直类传感器图0.2分布式数据采集系统结构a分布式数据采集系统结构的优点：技术简单，适应能力强，可靠性高，观测速 度快，维护及方便，电缆用量少。P57国内外安全监测自动化系统的发展现状：1 分布式的体系结构采用分布式结构；2.测控系统结构模块化；3 通信方式多样化；4供电方式多样化；5防雷和抗干扰能力得到加强。存在的问题：普遍存在系统的可靠性不高和设备更新换代困难等问题。因此，需要从监测系统结构、通信制式和标准化上开展研究，以提高监测系统的可靠性，并解决设备的更新换代问题。今后的发展：（1）加强监测手段和监测方法的研究
6、（大坝安全监测自动化必将完成由“点”向面、由标量向矢量、由小范围向大空间、由单参数向多参数的转变。）（2）加快技术进步，适应用户要求：1）加快系统应用软件研究；2）加强自动化系统设备的环境适应性、长期稳定性和实用性，使其安装调试方便、造价低廉、维护简单；3）增加测控装置（数据采集单元）的智能性，真正实现数据采集网络的“网络化” ；4）大坝安全监测自动化系统应具有与 水情测报自动化系统、闸门监控自动化系统、气象数据接口实现资源共享的功能。安全监测的基本方法工程三大问题：（1 ）强度问题（稳定问题）；（2）变形问题一沉降与不均匀沉降；（3）渗透与渗透破坏。（反映状态的关键物理量：应力、位移、孔隙水
7、压力）监测内容（项目）：一、仪器监测：1.变形监测；2.渗流监测；3.应力监测。（1-3反 映结构物反应量）4. 水文、气象监测；5.水力学监测（4-5反映环境量）大坝变形：大坝建成水库蓄水投入运行后，由于基础与地基本身形状的改变，由于外力的作用和外界（如水的压力变化、渗透、侵蚀和冲刷、温度变化与地震等）的影响；由于坝 体内部应力的作用等，会产生沉陷、位移等变化。土坝变形观测，包括水平位移、垂直位移、裂缝观测。混凝土坝除水平位移、纯挚位移和裂缝观测外，还有挠度和伸缩缝观测。大坝变形指标：坝体变形：一、表面位移，包括垂直位移和水平位移 （后者有垂直坝轴线和平行坝轴线）；二、内部位移，包括垂直位移
8、和水平位移（后者有垂直坝轴线和平行坝轴线）；三、整体位移，包括弯曲，用挠度表示；倾斜，用倾斜度表示；裂缝，用裂缝开度表示。大坝变形表面水平位移观测表面水平位移观测；垂直位移观测（包括坝体表面、内部）垂直位移观测（包括坝体表面、内部） ；挠度（与以上联合，表征内部位移）挠度（与以上联合，表征内部位移）；倾斜度倾斜度； 裂缝情况（变形的极端情况）裂缝情况（变形的极端情况）；布点一般在表面布设的点多一点，原因是：方一般在表面布设的点多一点，原因是：方便、也是位移变化最大的部位便、也是位移变化最大的部位；内部和各方向上的布点一般应该大于内部和各方向上的布点一般应该大于3个。观测断面的布设：土石坝：一、
9、位移观测，横断面一般不少于23个；纵断面一般上游 12个（正常高水位以上），下游25个；内部断面：在横断面布设13个，每个断面布设13个观测 垂线，各观测垂线与观测纵断面保持一致。二、挠度观测（倾斜观测与挠度观测设置一致），同一坝段设置23条垂线即可，同一垂线设置多个测点。三、裂缝观测（设在接缝、突变部位和重点部位）。四、其中面板堆石坝一定在周边缝上设置裂缝观测。混凝土坝（重力坝、拱坝等）：一、位移观测，纵断面：在坝顶与廊道中各设置一个， 坝高时在坝中间部位增设置 12纵断面；内部断面（横断面）：布置在最大坝高断面上及结 构复杂断面处，12个。二、挠度观测（倾斜观测与挠度观测设置一致），同一坝
10、段设置2 3条垂线即可，同一垂线设置多个测点。三、裂缝观测（设在接缝、突变部位和重点部位）。水平位移观测的方法：引张线法，视准线法，激光准直法，交会法，测斜仪与位移计 ，卫星定位法，导线法（全站仪）。各方法的适用性：（如下表）坝型方法说明重力坝引张线法一般坝体、坝基均适用视准线法坝体较短时用之激光准直法包括大气和真空激光法，坝休较长时 用真空管法拱坝视准线法重点测点用之交会法交会边较短，交会角较好时用之导线法一般实用，可用光电测距仪测定导线 的长度土石坝视准线法坝体较短时用之大气激光法有条件时用，可以布设管道测斜仪或位移 计测内部分层与界面位移时用之卫星定位法坝体较长时用交会法同拱坝大坝水平位
11、移的特点：范围大，持续变形，量值小（混凝土坝mm级,土石坝cm级）。对量测方法的要求： 一、参照基准，反映大坝初始位置的点或者线，并要求该点或线固定不 变；二、测量手段，量测基准与大坝的水平变位；三、提高精度的设施、措施和观测规范。 引张线法：防风管：为了防止张引线摆动。测点必须用保护箱保护，防风、防锈，提高精度。分段引张线：多设几个固定点，分段测定相对位移，并测定各固定分点的位移，推算总位移。其他：对钢丝的要求、对标尺精度的要求等。符号规定：水平位移指向下游和左岸为正一一规范规定，符合人们的习惯。引张线的布设：在坝体表面沿坝轴线方向布置； 观测基点一般设在坝体两端的不受坝体变形影响的基岩上或
12、 廊道里；坝顶与下游侧布线多，上游侧布线少。引张线法适用于测定坝体表面水平位移。观测项目需要建立的概念：坝体“动”而观测基准“不动”的概念。视准线法：基本原理：与引张线基本一致，但是其固定不动的“线”是“光线”一一经纬仪的光线。觇 标可以通过调节螺丝左右移动，标尺：固定在固定墩上。观测过程：在大坝修好后，先将经纬仪安装在观测基点的固定墩上（要强制对中），并将活动觇牌固定在测点固定墩上（要强制对中），然后用经纬仪照准对面的另一个观测基点的觇标，固定经纬仪转向螺栓， 使经纬仪不能转动， 从而形成一条连接两个观测基点的直线光 线，再用经纬仪对准各个测点，用活动觇标的微调螺栓调整觇标的位置，使之十字线
13、与经纬仪十字线重合，读取活动觇标上游标的读数，作为初始读数。在大坝运行期，用同样的方法测定觇标的测读读数，测读读数与初始读数之差，就是要测定测点的水平位移。关键点：观测基点固定位置应该稳固；观测基点的间距不能太大（由经纬仪的精度决定）；用校核基点经常校核观测基点的位置；观测光线等因素影响。激光准直法：大气激光准直法、真空激光准直线法（原理与视准线法相同，只是用激光束代替了经纬仪人工瞄准，更精确。）垂直位移监测：观测方法：1精密水准法（表面垂直位移测定），适用于混凝土坝；（水准基点固定在岸坡灌浆廊道里，构造三点的等边三角形网；测量点固定在坝体上，牢固，保护。特别是对于土 坝。）2、三角高程法，精
14、度要求高，适用于土坝（用全站仪）（解决了大气折光问题）；3、沉降仪，观测内部点垂直位移；（有电磁式、钢弦式、电感式、水管式等等，以电磁感应式用的多）4,、沉降板，适用于监测分层垂直位移，观测内部点垂直位移；5、多点位移计，观测内部点各个方向的位移。挠度观测：挠度指坝体的分层变形情况（内部）：符号，向下游，向左岸为正；方法，正垂线法、倒垂 线法。倾斜监测：方法：倾斜仪：混凝土坝或土石坝；测斜仪：土石坝；精密水准：混凝土坝与土石坝。裂缝观测：方法：测微器、卡尺、百分表和千分表；测缝计（单项、三向）；等等符号：裂缝张开为正，闭合为负。原理：宽度：利用固定在裂缝两侧的位移传感器或卡尺、百分表等测量；长
15、度：钢尺人工测 量，探地雷达、电视等新方法；深度：探地雷达，超声波等。强调面板坝周边缝的观测：面板坝的关键是面板的防渗作用，周边缝是容易开裂的，监测非常必要；周边缝在水下，监测应该用遥测或其他可靠方法；一般用三向测缝仪。渗流监测：渗流监测对于了解大坝在上下游水位、降雨、温度等环境量作用下的渗流规律以及验证大坝的防渗设计，具有重要意义。大坝渗流监测的主要项目有： 坝体浸润线、渗压力、扬压力、绕坝渗流、渗流量、渗流水质。 混凝土坝或砌石坝渗流监测的内容：扬压力，地下水位，绕坝渗流（水位），渗流量，特殊部位的渗透压力（如：断层内部，软弱夹层内部等）。土坝、土石坝或面板堆石坝渗流监测的内容：地下水位，浸润线，渗透压力，孔隙压力（施 工期），绕坝渗流，渗
