一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法技术

技术编号:19021323 阅读:20 留言:0更新日期:2018-09-26 18:33
本发明专利技术公开了一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法,包括的步骤为:步骤一,设置监测节点阵列,位于首行或位于未行内部的中段监测节点设置成方形监测盘和与所述方形监测盘配套的方形盖,在所述方形监测盘内设置应力应变检测装置;步骤二,将监测节点阵列连接在土工膜的朝下一面并一起敷设在水下的水库盆或渠底表面上,应力应变检测装置通过网络与控制中心的中心服务器通讯;步骤三,控制中心的中心服务器技术人员获得监测节点阵列的监测数据,进行判断,获得初步土工膜形变或破损位置的坐标。本发明专利技术的技术方案,有针对性的对位于首行或位于未行内部的中段监测节点进行模块化生产,方便现场施工的搭接需求,具有较大的经济效益和应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法
本专利技术涉及水利、建筑、市政等土工膜防渗工程
,具体涉及一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法。
技术介绍
土工膜防渗是一种比较成熟的技术,早期主要用于水库底或渠底的垂直铺塑防渗工程,近几年,我国在平原水库、南水北调工程以及河渠工程中大量应用土工膜水平防渗技术,也说明了土工膜防渗技术的有效性。在岩溶区山区水库中应用土工膜全水库盆水平防渗的实例很少,并且也有不成功的案例:如山东枣庄石榴园景区塘坝防渗工程,就是由于排水排气不当,且无监测措施,导致土工膜隆起破坏。王浦洲水库水库盆防渗采用土工膜技术,监测采用了应变计监测技术,但仅进行了短期观测,缺乏有效的监测手段,无实际监测效果。在水库盆防渗工程中,土工膜的完整性受到以下两种情况影响:一是膜下基础、地基陷落造成土工膜部分悬空,膜体延伸后的抗拉、抗剪强度较低,易于造成撕裂;二是膜下地基由于排气不畅等因素导致土工膜部分隆起,致使土工膜受损坏。目前,土工膜一旦受损,存在“开裂部位难以确定”这一实际难题,及时采取措施进行修复更是无从谈起。上述情况发生会加剧水库水渗漏,造成大量水量损失,影响水库的安全和正常运行。因此,在土工膜应用工程中,如何实现对后期土工膜有效检测并能及时发现受损部位是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是:针对水下工程使用中的土工膜,如何能迅速发现并准确定位受损部位的技术问题。为实现上述目的,本专利技术提出一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法,包括的步骤如下:步骤一,在水库盆或渠底设置监测节点阵列,在阵列中的各个节点上设有应力应变检测装置,其中位于首行或位于未行内部的中段监测节点的应力应变检测装置包括方形监测盘和与所述方形监测盘配套的方形盖;步骤二,将监测节点阵列布置并贴敷连接在土工膜的底部,所述应力应变检测装置通过网络与控制中心的中心服务器通讯;步骤三,控制中心的中心服务器技术人员获得监测节点阵列中的应力应变检测装置的监测数据信号,通过对监测数据进行阈值比较和时间判断,将数据信号峰值最大或最早发出信号的应力应变检测装置所在节点的坐标作为土工膜形变或破损的位置坐标。另外,根据本专利技术实施例可以具有如下附加的技术特征:根据本专利技术的一个实施例,所述步骤一具体包括,设置至少三行监测节点,构成奇数行或偶数行的监测节点阵列,其中,所述偶数行的各个监测节点分别设置在所述奇数行的各个相邻的两个监测节点间距区域之间,各个所述监测节点中包括设有的应力应变检测装置,在各个行内的监测节点中的应力应变检测装置之间连接有绳索,相邻行的相邻监测节点中的应力应变检测装置之间通过绳索连接构成三角形网孔,其中,相邻奇数行中的首个监测节点中的应力应变检测装置之间也连接绳索,相邻奇数行中的末端监测节点的应力应变检测装置之间也通过绳索进行连接;所述方形盖的左、右两边之间的上、下两条直边的外侧设置有翻沿,所述翻沿上设有安装孔,面向所述方形监测盘,包括在所述方形监测盘内关于左、右两边对称的对称中心轴线上且靠近偏上侧的所述直边位置设有集线台,所述集线台上设有接线塞,在所述集线台上设有以所述方形监测盘内的左、右两边的对称中心轴线为对称轴的两对螺栓孔,两对连接片的一端通过螺栓分别与该两对螺栓孔配合且紧固在集线台上,两对连接片的另一端分别各自独立连接两对应力应变传感器,其中的一对应力应变传感器的轴向轴线的连线共线,且与所述方形监测盘的左、右两边之间的上、下两条直边相平行,另外一对应力应变传感器的轴向轴线关于所述方形监测盘内的左、右两边的对称中心轴线对称呈八字型,在每个应力应变传感器的远离所述连接片的另一端也设有螺栓孔,压板通过螺栓与该螺栓孔的配合将绳索的一端压接在应力应变传感器远离所述连接片的另一端上,所述方形监测盘的侧壁上设有防水塞,所述绳索通过防水塞穿出方形监测盘与相邻的其他监测节点的应力应变检测装置连接,所述应力应变传感器的信号线分别通过所述接线塞与本行内的控制总线电连接;接线塞设置在方形监测盘的盘体中的集线台位置,所述接线塞包括由盘体内穿出的中空管以及与中空管露出盘体一端连接的法兰盘,在所述中空管内壁上安装多个凸起柱,所述凸起柱位于中空管的径向方向上,多个所述凸起柱沿所述中空管的轴向方向排布,在所述中空管露出盘体外部的管口位置以及管内凸起柱之间设有若干气囊,所述气囊之间通过联通管联通,信号线穿过所述气囊和凸起柱的间隙伸到盘体外。根据本专利技术的一个实施例,所述步骤二具体包括,监测节点阵列中的各个绳索之间保持张紧并将各个监测节点上设有的应力应变检测装置固定安装在土工膜朝下的一面上,将土工膜连同安装在朝下一面的监测节点的应力应变检测装置一起敷设在水库盆或渠底表面上,各个行中监测节点的应力应变检测装置均与本行的控制总线连接,各个行的所述控制总线均与水岸上设置的控制箱电连接。根据本专利技术的一个实施例,所述步骤三具体包括,当任意一处土工膜发生形变,位于土工膜背面的相应位置的监测节点中的应力应变检测装置受到应力作用而发出数据信号,同时,与该应力应变检测装置相连接的绳索也受到牵扯,使周边的应力应变检测装置也会感受到土工膜的形变而发出数据信号,各个所述数据信号都会通过各自所在行的控制总线传输至控制箱中,控制箱中的控制器将各个数据信号上传至云端服务器,控制中心的中心服务器的内部程序进行判断和比较,将最先发出数据信号或者数据信号峰值最大的监测节点的位置坐标初步确定为土工膜形变或破损的位置坐标,获悉该坐标信号的技术人员对相应的监测节点及其周围区域进行排查,即可获得相对精准的土工膜形变或破损位置,为进一步应急处理提供技术支持。控制中心的中心服务器的内部程序通过对数据信号发出时间排序以及将数据信号与土工膜所受应力峰值的阈值下限比较,舍弃小于阈值下限的应力峰值信号,记录大于阈值下限的应力峰值信号,阈值下限可设为80~140N/125px,其中N单位为牛顿,PX为像素。本技术方案的工作原理是,在采用敷设土工膜对水下工程进行防渗处理的具体应用中,针对土工膜的膜体在地基变化以及外力等作用下容易受损,严重时将导致水库盆或渠底渗漏等事故发生的实际情况,采取在土工膜朝下的一面上安装多个监测节点,并在相邻监测节点之间通过绳索连接起来构成网孔网络结构,这里,设立的绳索在参与构建监测节点阵列网孔并起到应力信号联动作用的同时还起到加强筋的作用,可以增强水下土工膜抗拉能力,变相提高土工膜抵御外力避免破损的能力,从而实现最好的应力监测方式:就是使土工膜永远不受或少受应力作用的良好效果。不利的情况是当水下的土工膜受应力发生形变乃至破损的初期,由于绳索导致有可能获取的应力数据信号值较小,这可以通过在后期的控制中心服务器的程序中,降低监测信号阈值下限的方式,弥补因绳索导致监测灵敏度降低的问题,通常情况下,土工膜的应力抗拉强度为≥250N/125px,这里采取阈值下限设为80~140N/125px,人为降低阈值,在不增加现有设备的情况下,提高接收土工膜所受应力信号的灵敏度。从而保障对土工膜受应力发生形变乃至破损的初期就可以及时响应。当水下土工膜下的某处地基隆起或有气体积聚时,在水压以及其他外力的作用下,土工膜会变形甚至破裂,距离该位置最近的监测节点的应力应变检测装置受到形变区域相应绳索的牵引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法,其特征在于,包括的步骤如下:步骤一,在水库盆或渠底设置监测节点阵列,在阵列中的各个节点上设有应力应变检测装置,其中位于首行或位于未行内部的中段监测节点的应力应变检测装置包括方形监测盘和与所述方形监测盘配套的方形盖;步骤二,将监测节点阵列布置并贴敷连接在土工膜的底部,所述应力应变检测装置通过网络与控制中心的中心服务器通讯;步骤三,控制中心的中心服务器技术人员获得监测节点阵列中的应力应变检测装置的监测数据信号,通过对监测数据进行阈值比较和时间判断,将数据信号峰值最大或最早发出信号的应力应变检测装置所在节点的坐标作为土工膜形变或破损的位置坐标。

【技术特征摘要】
1.一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法,其特征在于,包括的步骤如下:步骤一,在水库盆或渠底设置监测节点阵列,在阵列中的各个节点上设有应力应变检测装置,其中位于首行或位于未行内部的中段监测节点的应力应变检测装置包括方形监测盘和与所述方形监测盘配套的方形盖;步骤二,将监测节点阵列布置并贴敷连接在土工膜的底部,所述应力应变检测装置通过网络与控制中心的中心服务器通讯;步骤三,控制中心的中心服务器技术人员获得监测节点阵列中的应力应变检测装置的监测数据信号,通过对监测数据进行阈值比较和时间判断,将数据信号峰值最大或最早发出信号的应力应变检测装置所在节点的坐标作为土工膜形变或破损的位置坐标。2.如权利要求1所述的一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法,其特征在于,所述步骤一具体包括,设置至少三行监测节点,构成奇数行或偶数行的监测节点阵列,其中,所述偶数行的各个监测节点分别设置在所述奇数行的各个相邻的两个监测节点间距区域之间,各个所述监测节点中包括设有的应力应变检测装置,在各个行内的监测节点中的应力应变检测装置之间连接有绳索,相邻行的相邻监测节点中的应力应变检测装置之间通过绳索连接构成三角形网孔,其中,相邻奇数行中的首个监测节点中的应力应变检测装置之间也连接绳索,相邻奇数行中的末端监测节点的应力应变检测装置之间也通过绳索进行连接;位于所述方形盖的的左、右两边之间的上、下两条直边的外侧设置有翻沿,所述翻沿上设有安装孔,面向所述方形监测盘,包括在所述方形监测盘内关于左、右两边对称的对称中心轴线上且靠近偏上侧的所述直边位置设有集线台,所述集线台上设有接线塞,在所述集线台上设有以所述方形监测盘内的左、右两边的对称中心轴线为对称轴的两对螺栓孔,两对连接片的一端通过螺栓分别与该两对螺栓孔配合且紧固在集线台上,两对连接片的另一端分别各自独立连接两对应力应变传感器,其中的一对应力应变传感...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐运海张立华王玉太李飞田志刚程素珍张保祥魏兆珍刘莉莉李继华张西珂纪玉业王振董新美
申请(专利权)人:山东省水利科学研究院
类型:发明
国别省市:山东,37

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