The invention discloses an ultra high rockfill dam internal three-dimensional deformation measurement device and method, multiple parts need buried stainless steel plate in the monitoring of the dam body, the stainless steel plate and anchorage center vector line; wedge combined observation room line monitoring facilities installed in the downstream of the downstream face embedded within the roof; setting the GNSS receiving antenna floor four, installation angle biaxial tiltmeter, obtain the overall 6 dimensional displacement observation room; combined observation room wall wall upstream reserved for introducing the vector line slot, the fixed pulley line through the observation room fixed and hung heavy weight tension; line by line angle measurement of azimuth measurement device; line body axial elongation by the fixed pulley on the coaxial rotary potentiometer displacement measuring line and considering the axial distribution of temperature correction. The three-dimensional displacement of the dam is obtained by measuring the value of the sensor combined with the three stage coordinate transformation. The invention has the advantages of high measuring accuracy, good stability and high reliability.
【技术实现步骤摘要】
一种超高土石坝内部三维变形实测装置及方法
本专利技术属于水电工程
,具体涉及一种超高土石坝内部三维变形实测装置及方法。
技术介绍
超高土石坝在施工期、初蓄期和运行初期的内部变形比较大,特别是沉降变形,现有内部变形监测方法将垂直位移和水平位移分开监测,分别采用水管式沉降仪器和引张线式水平位移计进行监测,忽略了水平位移和垂直位移之间的耦合,而直接将引张线水平位移计轴线方向的伸缩作为测点上下游方向水平位移,近似误差大,尤其是针对超高土石坝的内部大变形。实际上,测点沉降变形将导致埋设在坝体内部引张线式水平位移计线体方向发生改变,不可能一直水平固定指向下游方向。随着300米级超高土石坝的不断出现,本领域技术人员有必要提供一种水平位移和垂直位移耦合的实测方法。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足,本专利技术提供了一种测量精度高、稳定性好、可靠性高的超高土石坝内部三维变形实测装置及方法。为实现上述目的之一提供一种超高土石坝内部三维变形实测装置,本专利技术采用了以下技术方案:一种超高土石坝内部三维变形实测装置,所述坝体内部需要监测的部位埋设多棱不锈钢板作为测点代表,在不锈钢板中心锚固矢量线体即不锈钢材质的矢量线体;下游坝体嵌入有与下游坝面平整一致呈楔形的组合式观测房,组合式观测房包括底板、墙体、屋顶,墙体上游墙壁预留用于引入矢量线体的宽缝,以适应坝体各部位相对变形;线体通过观测房内固设的定滑轮以及在其末端悬挂的挂重砝码张紧,所述底板上预埋有带刻度滑轨、套设在线体上的线体方位测量装置沿带刻度滑轨可滑动,屋顶上设有GNSS天线,底板四角还安装有双轴倾斜仪以配合GNSS天 ...
【技术保护点】
一种超高土石坝内部三维变形实测装置,其特征在于:所述坝体(1)内部需要监测的部位埋设多棱不锈钢板(2)作为测点代表,在不锈钢板(2)中心锚固矢量线体(3);下游坝体(10)与下游坝面平整一致嵌入有呈楔形的组合式观测房(4),组合式观测房(4)包括底板(40)、墙体(41)、屋顶(42),墙体(41)上游墙壁预留用于引入矢量线体(3)的宽缝(410),以适应坝体各部位相对变形;线体通过观测房内固设的定滑轮(5)以及在其末端悬挂的挂重砝码(6)张紧,所述底板(40)上预埋有带刻度滑轨(7)、套设在线体上的线体方位测量装置(30)沿带刻度滑轨(7)可滑动,屋顶(42)上设有GNSS天线(9),底板(40)四角还安装有双轴倾斜仪(8)以配合GNSS天线(9)获取观测房变形;所述定滑轮(5)上同轴设有旋转电位器式位移计(50);其中,垂直于坝轴线的墙体(41)上安装有用于修正线体轴向热变形的温度计以及与观测房内测量仪器通信连接的数据自动采集装置、数传装置。
【技术特征摘要】
1.一种超高土石坝内部三维变形实测装置,其特征在于:所述坝体(1)内部需要监测的部位埋设多棱不锈钢板(2)作为测点代表,在不锈钢板(2)中心锚固矢量线体(3);下游坝体(10)与下游坝面平整一致嵌入有呈楔形的组合式观测房(4),组合式观测房(4)包括底板(40)、墙体(41)、屋顶(42),墙体(41)上游墙壁预留用于引入矢量线体(3)的宽缝(410),以适应坝体各部位相对变形;线体通过观测房内固设的定滑轮(5)以及在其末端悬挂的挂重砝码(6)张紧,所述底板(40)上预埋有带刻度滑轨(7)、套设在线体上的线体方位测量装置(30)沿带刻度滑轨(7)可滑动,屋顶(42)上设有GNSS天线(9),底板(40)四角还安装有双轴倾斜仪(8)以配合GNSS天线(9)获取观测房变形;所述定滑轮(5)上同轴设有旋转电位器式位移计(50);其中,垂直于坝轴线的墙体(41)上安装有用于修正线体轴向热变形的温度计以及与观测房内测量仪器通信连接的数据自动采集装置、数传装置。2.根据权利要求1所述的一种超高土石坝内部三维变形实测装置,其特征在于:所述线体方位测量装置(30)包括套设在线体上的轻质套管(300)、与轻质套管(300)固定为一体的万向节(301)、竖直连接万向节(301)且沿带刻度滑轨(7)可滑动的杆式位移计(302)、固定在万向节(301)上的双轴倾斜仪(8)。3.根据权利要求2所述的一种超高土石坝内部三维变形实测装置,其特征在于:所述带刻度滑轨(7)上设有空心圆柱滑槽(70),所述杆式位移计(302)通过圆柱滑杆(71)在空心圆柱滑槽(70)内可滑动。4.根据权利要求1所述的一种超高土石坝内部三维变形实测装置,其特征在于:所述宽缝(410)设为适应坝体变形便于矢量线体(3)通过的弹性可调节孔洞。5.根据权利要求1所述的一种超高土石坝内部三维变形实测装置,其特征在于:所述定滑轮(5)固定在观测房的底板(40)上。6.根据权利要求1所述的一种超高土石坝内部三维变形实测装置,其特征在于:所述组合式观测房(4)由左侧面立墙斜体与右侧面立墙斜体拼合而成,观测房与下游坝体(10)平齐留有房门;其中,底板(40)、墙体(41)、屋顶(42)均采用预制结构。7.根据权利要求6所述的一种超高土石坝内部三维变形实测装置,其特征在于:屋顶(42)预留GNSS天线(9)安装基座;底板(40)四角预留双轴倾斜仪(8)安装基座。8.一种超高土石坝内部三维变形实测方法,其特征在于包括如下步骤:①利用坝端稳定基点和观测房顶GNSS测点,采用迭代滤波获取观测房的三个正交方向的移动;稳定基点当有稳定岩石时可直接选用,当不存在稳定基岩时采用倒垂线和双金属标进行修正,两者修正采用自动测量,数据直接代入GNSS迭代系统软件中进行迭代;②利用观测房底板(40)四角安装的双轴倾斜仪(8)采用算术平均获取观测房的三个正交方向的转角α,β,γ;③假设观测房为刚体,利用①和②得到观测房二级坐标系统相对一级大坝整体坐标系平动和转动参数;④将万向节中心设定为该三级坐标系原点,利用形变后圆柱滑杆(71)最终到达的滑轨端点绝对坐标、滑轨上刻度以及万向节(301)下部杆式位移计(302),从而获取观测房内三级坐标相对二级坐标的三个平动参数;⑤结合万向节(30...
【专利技术属性】
技术研发人员:方卫华,周永红,范连志,那巍,芦绮玲,张鲁晋,孟振刚,李海梅,王婧,
申请(专利权)人:水利部南京水利水文自动化研究所,山西省汾河二库管理局,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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