库岸边坡变形场与水分场光纤监测技术研究

三峡库区滑坡灾害频发,采用高效的滑坡监测技术对预防和降低滑坡灾害十分重要。本文介绍了ROTDR(Raman Optical Time-Domain Reflectometry)、BOTDR(Brillouin Optical Time-Domain Reflectometry)和FBG(Fiber Bragg Grating)这3种光纤感测技术,以及课题组基于这3种技术研发的滑坡体变形场与水分场监测技术。以三峡马家沟I号库岸滑坡为例,介绍了相关的DFOS(Distributed Fiber Optic Sensing)监测方案、传感器布设工艺、光纤的保护方法和部分水分场及变形场监测结果的分析成果。监测结果表明:DFOS技术应用于库岸滑坡变形场和水分场监测可行,可为研究库岸滑坡演化机理及其预警预报提供一个新的监测手段。     

合成孔径雷达干涉测量技术及其在形变灾害监测中的应用

介绍了合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术的基本原理和应用领域。首先介绍了InSAR和差分干涉测量（D-InSAR）的基本原理，随后分析了影响InSAR数据的因素，并给出了InSAR数据的处理流程，最后综述了InSAR和D-InSAR技术在形变监测中的应用。     

基于GNSS的自动安全监测系统在老石坎水库的应用与分析

变形测量是水库安全监测的重要内容,水库安全监测的技术手段也在不断地更新和发展,基于GNSS技术的大坝自动化安全监测得到了逐步地推广和使用。GNSS技术使变形监测技术逐渐向自动化、数字化、网络化转变,提升变形监测的实时性和监测精度,从而提升安全预警的时效性和准确性,保障水利工程的安全性。     

管道测量机器人在高堆石坝体内部变形测量中的应用研究

基于某地高堆石坝坝体内部沉降变形监测工程,利用管道测量机器人技术进行应用分析,通过现场试验验证该技术的精度和可靠性。研究结果表明：管道测量机器人在高堆石坝内部沉降测量中具有较高的高程测量精度,偏差小于±0.32 mm;基于某段堆石坝的变形勘测,对比管道测量机器人与现场监测技术的沉降监测数据,发现管道高程测量的起止阶段重复精度高,说明两套技术具有相同的沉降演化趋势,均具较强精度和可靠性。管道测量机器人技术可高效监测高堆石坝内部沉降变形,满足工程建设精度和可靠性要求,具有良好应用前景。     

特高土石坝超长距离变形监测技术研究

为研究适用于特高土石坝坝体内部的超长距离变形监测技术手段，分析了现有200 m级高混凝土面板堆石坝变形监测技术存在的问题，研究了水管式沉降仪、杆式位移计、管道机器人、柔性测斜仪等内部变形监测仪器的改进发展方向与应用实践。结果表明：所研究的监测技术可以适应特高土石坝超长距离变形监测需求。研究成果为250 m级至300 m级特高混凝土面板堆石坝的安全监测研究和改进方向提供技术参考。     

水库大坝变形观测过程GPS—RTK技术的有效运用

将GPS-RTK技术有效运用于水库大坝变形观测过程中是近年来水利工程科技发展的必然趋势。因为GPS-RTK作为现代测量技术的代表,已经逐渐适应了水利水电工程变形监测领域的各项需求,提高了大坝在高边坡、滑坡等监测技术环节的自动化程度与测量精度。文章基于GPS-RTK的周跳载波相位测量技术所衍生的小波变换理论,详细分析了在水库大坝变形监测数据处理中的具体计算应用。     

基于传感光纤技术的堤坝分布式变形监测

堤坝变形是分析评价堤坝工作特性和安全的重要指标。设计了堤坝内部二维分布式变形一体化监测的分布式光纤监测技术的辅助结构型式与传感光纤布设方法,基于原型堤坝,通过系统试验测试验证了堤坝内部变形分布式监测新技术测量精度并论证其可行性,测试结果与实测结果吻合,二维变形测量的绝对误差最大为4.3 mm,堤坝内部二维变形测量精度达到毫米级,且实现了堤坝全断面内部二维变形分布式监测,证明了基于分布式光纤技术的土质堤坝内部二维分布式变形一体化监测新技术的适用性和先进性。     

惠州蓄能电站安全监测自动化设计方案

从系统实施角度全面介绍了惠州抽水蓄能电站安全监测及自动化的总体方案.惠州抽水蓄能电站安全监测自动化是根据实际需要设计的,同时,借鉴和采用了光纤传感监测技术、全球定位系统(GPS)变形监测技术、固定测斜仪等国内外安全监测的新技术和新设备.目前,主要监测仪器工作正常,稳定性好,自动化系统稳定可靠,初步实现了安全监测的网络化、自动化.     

合成孔径雷达干涉测量技术在卫星监测大坝中的应用

传统监测大坝变形的手段一般是人工操作的水准仪。然而近年来,随着人造卫星技术和数据处理技术的飞速进步以及卫星定位精度的不断提高,基于卫星的大坝变形监测技术已成为可能。其中一种技术就是In SAR(合成孔径雷达干涉测量技术),过去10 a,该技术已经发展为可操作的成熟技术。In SAR技术通过对比在不同时间获取的两个雷达图像来观察表面变形,精度可达毫米到厘米量级。目前,高分辨率卫星的空间分辨率可达1 m。在交通不便的偏远地区或者当变形区域面积较大时,基准测量较复杂,此时采用卫星监测方法就大有优势。研究结果表明,In SAR技术的精度和分辨率足够满足大坝垂直位移监测要求,且该方法比传统监测方法在成本上更具竞争力。     

长江岸床稳定监测预警系统研究及应用

研究采用当前国内外先进的监测技术、计算机网络技术、通讯技术,对岸床变形、边坡移动、厂区位移、水下冲刷等内容进行实时监测,通过全方位地对沙钢段码头进行立体监控,建立内容主要包括码头位移实时监测预警系统、厂区GPS沉降监测系统、长江河床冲刷监测分析系统。     

基于分布式光纤测温技术的堤坝渗漏监测

渠道堤坝普遍存在渗透变形及渗漏破坏等工程问题,传统大坝及岸堤安全监测技术测点分散、容易漏测。在介绍分布式光纤测温技术原理的基础上,通过室内试验和现场原型试验,开展了分布式光纤测温技术方法比选、测量精度和稳定性分析、渗漏监测及分析方法、常规监测技术对比分析、工程实践应用等研究,论证了分布式光纤测温技术应用于堤坝渗漏监测的可行性和适用性。布里渊测温系统受温度和应变影响,测值波噪明显,光纤埋设及保护要求较高,拉曼测温系统可测得绝对温度,其测温稳定性及精度均优于布里渊测温系统;加热法和梯度法监测渠道堤坝渗漏在技术上均可行;分布式光纤测温技术具有监测距离长、空间分辨率高、远程线性测量等特点,在渠道堤坝渗漏监测实践应用中具有显著的技术优势。     

分布式传感光纤测量疏浚土大型充填袋变形

港工建设中采用航道疏浚土作为新型筑堤材料的关键技术研究,对于解决资源短缺和环境制约等问题具有重要意义。由于无法应用传统点式监测技术测量充填袋充填、加载中袋体的受力及变形过程,针对高含泥量疏浚土大型充填袋袋体受力及变形监测等工程实践问题,通过室内标定试验和现场原型试验,开展了传感光纤选型、胶结固定及保护方式、测量精度及误差分析、工程原型应用测试等分布式光纤传感技术应用于高含泥量疏浚土大型充填袋受力及变形测量的可行性研究。试验研究表明,疏浚土大型充填袋袋体受力及变形监测中应选用柔性护套应变传感光纤,以柔性胶固定;选择合适的传感光纤能够使袋体受力及变形的测量精度达到±30με,监测空间分辨率0.1 m,最大应变测量范围30 000με;分布式光纤传感技术是疏浚土大型充填袋袋体受力及变形监测的可靠新型测量方法。     

固定测斜仪在面板堆石坝中的应用实例

目前面板堆石坝技术的发展促进监测技术的提高,监测仪器精度越来越高,因此固定式测斜仪以其自身优势在面板堆石坝中的应用范围也在不断扩大,以两个面板堆石坝工程安全监测实例介绍了固定式测斜仪在中国的三种应用即监测防渗墙水平变形、堆石体沉降变形及面板挠度变形,其中监测堆石体沉降变形尚属首次,与相关工程进行了简单对比,为固定式测斜仪在面板堆石坝监测技术发展提出了几点建议。     

基于BOTDA的深基坑桩锚支护结构变形监测

将BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis)分布式光纤监测技术应用于深基坑桩锚支护结构的变形监测中。在基坑开挖的过程中,对桩锚支护结构的型钢和预应力锚索进行长期监测,得到了型钢的挠度分布图以及预应力锚索的应力分布图。基于此,分析型钢和锚索受力变形状态,为基坑施工提供可靠参考依据。工程实践表明,基于BOTDA的分布式光纤传感技术具有连续性检测的优点,适合应用于基坑支护结构的变形监测。     

白杨河水库大坝变形自动化监测系统

白杨河水库是20世纪70年代修建的,期间大坝安全监测只设简单的变形监测、渗流扬压力监测,由于长期运行条件所限,造成监测设施损坏,未能进行观测。本次按照水库运行需要并结合现行规范和监测技术设置必要的监测项目,并建立了大坝变形自动化监测系统即测量机器人系统,实现大坝变形实时监测和远程控制。通过系统运行及实测数据分析,该自动化系统具有推广应用价值。     

GPS在大坝变形观测中的应用

为确保大坝安全运行,需对其进行稳定性监测。详细介绍了利用GPS测量技术进行基准网复测、监测网测量,并整理分析了一、二期监测结果,显示大坝未完全进入稳定期,需继续进行变形监测。利用GPS测量技术进行大坝变形监测可减小劳动强度、提高工作效率,从而为中小型水库利用该技术进行大坝变形监测提供参考。     

岩土与地质工程中分布式光纤传感技术研究进展

在岩土与地质工程监测领域,分布式光纤传感技术作为一种新型智能监测技术,与传统的电阻式、电感式和振弦式传感器等工程监测技术相比,其分布式、长距离、高精度、抗干扰等优势明显,成为近年来工程智能监测领域的研究热点之一.介绍了分布式光纤传感技术的分类,总结了近几年国内外分布式光纤传感技术在混凝土结构健康、桩基工程、基坑、边坡、温度场、土体变形等方面监测的最新工程实践和研究成果,以及该技术的工程布设和温度补偿方法、新型传感器与监测系统研发,并展望了岩土与地质工程分布式光纤传感技术将来的发展方向.     

监测技术在南水北调中线渠首枢纽工程中的应用

随着现代技术的发展,监测技术越来越多的在大型工程中得到应用,为大型工程建设过程和运行期的安全评估提供了基础资料。文章通过变形监测系统技术在南水北调中线渠首枢纽工程变形监测的应用,介绍了这一新型自动化变形监测系统的具体实施方法并对监测数据进行分析论证,为大坝的安全验收提供了基础数据。     

长洲水利枢纽工程微压差激光全自动变形监测系统实施方案

通过对长洲水利枢纽工程的建筑结构分析,提出通过技术上的改进,采用微压差激光监测系统,提高测量精度和可靠性.实现全过程、全因子、全方位的激光变形测量方案,即测量X、Y、Z方向位移的同时,增加轴向和倾(转)角变形参数的测量.改进后系统测量精度明显提高,充填的微压差隋性气体也提高了系统的可靠性.     

柔性测斜技术在边坡深部位移监测中的应用

传统水电站边坡深部位移监测基本依靠人工,存在效率低、作业强度大等弊端。引进柔性测斜监测技术,代替人工监测,可实时监控边坡深部变形情况,探测边坡滑移面。通过实测数据,对柔性测斜技术的可靠性、精度进行了实验研究,结果表明,柔性测斜技术具有高精度、高稳定性、大量程等优势,满足边坡变形监测的需要;柔性测斜监测成果连续可靠,较好地反映了边坡变化规律,具有推广应用价值。