[實用新型]基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置和觀測結構

有效

• 申請號: 201520516223.3
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN204788341U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 魏魯雙
• 申請（專利權）人: 鄭州雙杰科技有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 王明朗

技術領域

本實用新型屬于高壩變形監測技術領域，具體涉及一種基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置和觀測結構。

背景技術

高混凝土壩一般分縫分塊，柱狀澆筑，柱狀澆筑塊的尺寸取決于壩塊的寬度及順河向分縫間距。大壩澆筑過程中隨壩塊的升高，自重荷載不斷增大，壩塊自身變形和基礎均發生變形，其結果會導致壩塊在上下游方向、橫河床方向及豎向產生位移，當位移超過允許值時，會影響到的壩體安全和后期運行安全。因此規范對混凝土壩相應壩塊的高差和懸臂高度做了規定，但是實際施工中往往超規定施工，實際高差和懸臂高度常遠超規范允許值，這無疑給大壩施工安全和后期運行帶來隱患，也有施工過程中導致裂縫的例子。

對壩段的變形進行持續監測是保證大壩安全的有效手段。目前大壩變形觀測是靠光學法，即利用水準儀及全站儀對壩體變形進行定期測量，但這種觀測是在大壩具備觀壩條件之后才能進行，此時一般大壩已澆筑一半以上，且觀測高程以上的懸臂部位觀測不到，因此難以用于大壩變形及受力控制。用于大壩變形觀測的垂線在初次蓄水往往難以安裝完畢，因此初次蓄水時的大壩變形往往漏測，造成對后期變形分析的不良影響。

綜上所述，目前對于高混凝土壩的壩體變形，尚缺乏有效的觀測手段。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對拒簽高混凝土壩的壩體變形缺乏有效的觀測手段的問題，提供一種伴隨高壩混凝土澆筑，進行監測以及高壩施工后持續監測裝置及監測結構。

本實用新型的技術方案：一種基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置，包括帶狀或柱狀載體，在帶狀或柱狀載體內分布有嵌入的MEMS傳感器，各MEMS傳感器通過數據線連接至處理器，處理器通過有線或無線方式傳遞給監測系統。

相鄰帶狀或柱狀載體之間通過數據線插頭和數據線插槽對接固定。

帶狀載體或柱狀載體的斷面形狀是扁平狀、圓形、橢圓形、方形或矩形，其斷面的尺寸足以在其內部安裝MEMS傳感器、導線及其他所需的部件。

一種基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測結構，將所述的基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置的底部深埋于地基內用于觀測基礎變形。

一種基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測結構，將所述的基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置的底部深埋于地基內，其余部分埋于壩體內用于觀測壩段相對于建基面的變形。

一種基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測結構，將所述的基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置的底部深埋于地基內，其余部分附貼于壩體表面用于觀測壩段相對于建基面的變形。

一種基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測結構，將所述的基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置的底部埋于壩體內任意高度作為基準面參考點其余部分埋于壩體內或者布置于壩體表面用于觀測壩體自身變形。

所述基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置布置于上游壩面，或者采用埋設、打孔的方式埋設于壩內，其下部端點固定，上部成卷放置于壩段澆筑倉面的頂部，隨著壩體澆筑升高不斷埋入壩體且向上部上引。

布置所述基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置的方式是隨隨澆筑層上升而一起向上鋪設方式。

本實用新型的有益效果：1、本實用新型可將基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置隨壩體混凝土施工過程逐層向上布置，使其嵌入與壩體內，或者將基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置的最下端布置于壩體的基礎內。從而，可以在高混凝土壩工期內，以及在完工之后的期間內，實時監測壩體的變形情況，以及實時監測壩體與基礎之間的變化情況，將任何變化都快速全面的反應出來。從而增加了對高混凝土壩的壩體變形有效的觀測手段。方法簡單，容易實施，監測精度高，監測全面，實時性，效果非常好，節約人力物力成本。

2、本實用新型基于MEMS陣列的大壩變形連續觀測裝置可以對不同高程壩體內變形進行精確監測，通過多個不同位置的傳感器自身位置變化，以及相鄰位置傳感器之間角度變化，將其轉化成可視狀態或可監控狀態，以便確定壩體變形程度。儀器一旦埋設安裝，首部位的傳感器即可開始連續觀測記錄變形，通過安裝于儀器頂端的信號發射裝置無線發射至接收設備。

附圖說明

圖1是觀測裝置下部埋入基巖中的檢測示意圖；

圖2是觀測裝置下部埋入基巖中的上游壩面檢測示意圖；

圖3是觀測裝置下部位于基礎面的檢測示意圖；

圖4是觀測裝置下部位于基礎面的上游壩面檢測示意圖；

圖5是圖1的A向結構示意圖；