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1、一、 名词解释（包括填空题）监测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）诊断的需要：
2、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：transducer/sensor）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、记录和控制等要
3、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、分布式系统和混合式系
4、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：主机（中控室）采集器集线箱集线箱第1类传感器集线箱集线箱第1类传感器第n类传感器第n类传感器采集器 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。分布式数据采集系统结构的优点：技术简单，适应能力
5、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（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
6、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：
7、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
8、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、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
9、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）。 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
10、位移计，卫星定位法，导线法（全站仪）。各方法的适用性：（如下表）大坝水平位移的特点：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规范规定，符合人们的习惯。引张线的布设：在坝体表面沿
11、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”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
12、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
13、在坝体上，牢固，保护。特别是对于土坝。）2、三角高程法，精度要求高，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
14、：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）。
15、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，渗流量。扬压力监测：适用坝型：混凝土坝、砌石坝观测断面：坝基（关键!）纵断面：1个，帏幕、排水孔下游侧或排水帏幕线上；横断面：25个；观测点：横断面上35个点；坝体数量较坝基少，并与坝基结合。在分缝处埋设，13个横断面；上游密，排水孔上下游各设观测点。观测方法：测压管（适用于岩基）：有压测压管，无压测压管（无压力表，用水位计测定管内水位），渗压计（适用于坝基、坝体扬压力监测）。渗压力监测：针对坝型：土石坝（包括面板堆石坝）。 观测断面与观测点：坝基：天然岩层、人工防渗设施（如：帏幕或防渗墙）、排水系统等横向观测断面为35个，顺流线布。观测点：（1）对于水平铺盖防渗的坝：铺盖末端、与坝体防渗设施结合的部位布设观测点。（2）对于垂直截渗墙防渗的坝：在墙的上下游各布设一个测点。（3）对于多层透水地基：在弱透水层下部，排水井和渗透出口
