background image

前国内面扳坝的地震反应监测测站一般设在坝的表面,布置在下游坝坡上,如天生桥一
级面板坝,在下游坝坡三个位移观测断面的不同高程,以及坝体的两端布置了强震仪观
测站 13 个,形成了地震观测网;至于工程动力性质监测,目前国内还只限于动孔隙水压
力观测。
  地震反应监测主要是利用强震仪来监测地震时地面运动的全过程以及坝体等水工建
筑物对地震的反应,在强震加速度记录测试中,一般直接测得到的是加速度信号,可用
辛普生数值积分法推求相应的速度和位移变形。
  实测的加速度记录为
  
  欲计算的速度曲线为
  
  欲计算的位移曲线为
  
  
  2.2 水力学原型观测
  由于水力学这门学科的发展还没有达到完善的程度,有些设计参数还得从模型试验
中获取,工程是否安全有待实践的检验。因此,有必要从原型中测得实际资料。
  2.2.1 流速监测
  水流流速是水力学的重要参数,它是进行消能冲刷、磨损、脉动、空蚀和掺气资料分析
的依据。水流流速可分为区段平均流速、时间平均流速、脉动流速和断面平均流速,可根据
工程的规模、等级以及研究项目的需要确定监测项目和监测部位。
  对于高面扳坝,溢洪道是主要的泄水建筑物,且它的长度有些长达 100 多米,水流
的流速很大,一般在溢洪道的溢流坝面、陡槽、挑流鼻坎未端等部位设流速监测断面,平
均流速一般采用浮标、毕托管及流速仪来测定,由以上各法测定的流速,应及时进行整理
分析,给出垂线的流速分布和平均流速,断面的流速分布和平均流速以及代表流速分布
特征的 a 系数值。
  脉动流速与消能冲刷、脉动压力、空蚀与掺气等有密切的关系,它是水力学原型观测
中的重要内容,一般在沿水流方向与垂直水流方向布置足够的测点,以便了解水流紊动
强度的变化情况。
  2.2.2 动水压力监测
  高速水流的动水压力对于确定溢洪道的动力符载、空蚀和掺气等现象具有重要的影响,
它的瞬时值包括时均压力和脉动压力,一般作用在建筑物上的瞬时荷载高于时均荷载,
若设计时只考虑时均均载,而未考虑脉动压力,建筑物就有破坏的危险。对于高面板坝,
时均压力测点一般布置在溢洪道的闸孔中线、闸墩两侧和溢流堰的堰顶,而脉动压力可在
沿水流方向与垂直水流方向布置足够的测点,同时在水流特性与边界条件有突变的部位
也布置测点.并尽量使之与模型测点相对应,以便验证模型试验的结果。
  监测脉动压力的传感器是将实际物理量转换为电的模拟量来实现的,所以测量之前 ,
必须进行率定,找出物理量同模拟量之间的关系,率定在室内和现场分别进行。
  2.2.3 水流振动监测
  随着高面板坝的兴建,有关水力引起结构物的振动问题已引起人们的关注,而流动
诱发振动问题较复杂,利用现有的流体力学和结构力学的基本理论还不能完全解决它,
因此,需通过原型观测获得数据来解决。面板坝的溢洪道泄槽、水工闸门容易产生振动,
水电站的引水管道由于内水压力的波动也容易引起振动问题,水流振动监测主要是监测
动水荷载的传递过程和结构物对振动的反应过程.振动测量系统包括传感器、放大器和记