西安理工大学：《水利工程测量学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十五章 大坝变形观测（马斌）

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 第十五章大坝变形观测 西安理工大学工程管理系马斌 Project Management Department of XI'An University of Technology Ma bil 2005年1月22日 22.1.2005 场士子 XI'An University of Technology

第十五章 大坝变形观测 西安理工大学工程管理系 马 斌 Project Management Department of XI’An University of Technology Ma Bin 2005年1月22日 22.1.2005

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 但概述 ●●● summarize ●●●● 视准线法观测水平位移 Observing level displacement in directrix way 波带板激光衍射法观测水平位移 Observing level displacement in laser and diffraction 引张线发光测水平位移 serving level displacement in light of down-lead 前方交会法测水平位移 Observing level displacement in the way of focusing 挠度测法 场士子 XI'An University of Technology

视准线法观测水平位移 Observing level displacement in directrix way 波带板激光衍射法观测水平位移 Observing level displacement in laser and diffraction 引张线发光测水平位移 Observing level displacement in light of down-lead 前方交会法测水平位移 Observing level displacement in the way of focusing 挠度测法 概述 summarize

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● §15.1概述 ●●●● 815.1 summarize 第一节概述 大坝建成水库蓄水投入运行后,由于基础与地基本身形状的改变;由于外 力的作用和外界(如水的压力变化、渗透、侵蚀和冲刷,温度变化与地震等) 的影响;由于坝体内部应力的作用等,会产生沉陷、位移等变化,称为大坝的 变形。在一般情况下,这种变形是缓慢而持续的,在一定的范围内具有规律性 ,如果超出某一限度,就影响大坝的稳定和安全,甚至造成失事。因此,需要 对大坝进行经常的、系统的观测,以判断其运行工作情况是否正常,并根据观 测中发现的问题,分析原因,及时采取必要的措施,以保证安全运行。同时 通过长期观测、分析其变化规律,检验设计理论的准确性,为设训和科硏提供 有关资料。 土坝变形观测,包括水平位移、垂直位移、固结和裂缝观测。而混凝土坝 除水平位移、垂直位移和裂缝观测外,还有挠度和伸缩缝观测。本章主要介绍 水平位移、挠度和垂直位移观测的基本原理和常用的基本方法。 场士子 XI'An University of Technology

§15.1 概述 §15.1 summarize 第一节 概述 大坝建成水库蓄水投入运行后，由于基础与地基本身形状的改变；由于外 力的作用和外界（如水的压力变化、渗透、侵蚀和冲刷，温度变化与地震等） 的影响；由于坝体内部应力的作用等，会产生沉陷、位移等变化，称为大坝的 变形。在一般情况下，这种变形是缓慢而持续的，在一定的范围内具有规律性 ，如果超出某一限度，就影响大坝的稳定和安全，甚至造成失事。因此，需要 对大坝进行经常的、系统的观测，以判断其运行工作情况是否正常，并根据观 测中发现的问题，分析原因，及时采取必要的措施，以保证安全运行。同时， 通过长期观测、分析其变化规律，检验设计理论的准确性，为设训和科研提供 有关资料。 土坝变形观测，包括水平位移、垂直位移、固结和裂缝观测。而混凝土坝 除水平位移、垂直位移和裂缝观测外，还有挠度和伸缩缝观测。本章主要介绍 水平位移、挠度和垂直位移观测的基本原理和常用的基本方法

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 §15.2视准线法观测水平位移 ●●● ●●●● 315. 2 Observing level displacement in directrix way 观测原理 如图15-1所示,在坝端两岸山坡上设置固定工作基点A和B,在坝面沿AB方向上设流向 整蕃成 工作基 位标点 图15-1视准纔法观测原理及观测点的布设

§15.2视准线法观测水平位移 § 15.2 Observing level displacement in directrix way 一、观测原理 如图15-1所示，在坝端两岸山坡上设置固定工作基点A和B，在坝面沿AB方向上设流向

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● (二)观测设备 (1)工作基点及校核基点。都要建造专用的观测墩,用以安置仪器和专用的 规标,埋设在大坝两端山坡上的工作基点和校核基点,称固定工作基点。如果 大坝较长或为折线型坝,需在坝体上增设工作基点时,这种工作基点将随坝体 位移而位移,称为非固定工作基点。观测墩一般是用钢筋混凝土浇筑而成(参 见图12-11),其顶部大都埋设有强制对中设备,以便减小仪器和规标的对中误 差(可使对中误差不大于0.1mm)。 (2)位移标点。位移标点的标墩应与坝体连结,从坝面以下0.3-0.4m处起 浇筑。其顶部也应埋设强制对中设备,常常还在位移标点的基脚或顶部设铜质 标志,兼作垂直位移的标点。 (3)规标。规标分为固定规标和活动规标。前者是安置在工作基点上,供 经纬仪瞄准构成视准线用;后者是安置在位移标点上,供经纬仪瞄准以测定位移 标点的偏离值用。图15-2为规牌式活动规标,其上附有微动螺旋和游标,可使 规牌分划尺 XI'An University of Technology

（二）观测设备 (1)工作基点及校核基点。都要建造专用的观测墩，用以安置仪器和专用的 规标，埋设在大坝两端山坡上的工作基点和校核基点，称固定工作基点。如果 大坝较长或为折线型坝，需在坝体上增设工作基点时，这种工作基点将随坝体 位移而位移，称为非固定工作基点。观测墩一般是用钢筋混凝土浇筑而成（参 见图12-11），其顶部大都埋设有强制对中设备，以便减小仪器和规标的对中误 差（可使对中误差不大于O.lmm）。 （2）位移标点。位移标点的标墩应与坝体连结，从坝面以下0.3-0.4m处起 浇筑。其顶部也应埋设强制对中设备，常常还在位移标点的基脚或顶部设铜质 标志，兼作垂直位移的标点。 （3）规标。规标分为固定规标和活动规标。前者是安置在工作基点上，供 经纬仪瞄准构成视准线用；后者是安置在位移标点上，供经纬仪瞄准以测定位移 标点的偏离值用。图15 -2为规牌式活动规标，其上附有微动螺旋和游标，可使 规牌分划尺

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 觇牌 分划尺 游标 微动螺旋 tILIn ipni 座 图15-2活动觇标 场士子 XI'An University of Technology

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 四、观测方法 如图15一所示,在工作基点A安置经纬仪,B安置固定规标,在 位移标点a安置活动规标,用经纬伩瞄准B点上固定规标作为固定 视线,然后俯下望远镜照准a点,并指挥司规者移动规牌,直至规 牌中丝恰好落在望远镜的竖丝上时发出停止信号,随即由司规标 者在规牌上读取读数。转动规牌微动螺旋重新瞄准,再次读数, 如此共进行2-4次,取其读数的平均值作为上半侧回的成果。倒 转望远镜,按上述方法测下半测回,取上下两半测回读数的平均 值为一测回的成果。一般说来,当用DJ,型经纬仪观测,测距在 300m以内时,可测2-3测回,其测回差不得大于3mm,香则应 重测。 场士子 XI'An University of Technology

四、观测方法 如图15一所示，在工作基点A安置经纬仪，B安置固定规标，在 位移标点a安置活动规标，用经纬仪瞄准B点上固定规标作为固定 视线，然后俯下望远镜照准a点，并指挥司规者移动规牌，直至规 牌中丝恰好落在望远镜的竖丝上时发出停止信号，随即由司规标 者在规牌上读取读数。转动规牌微动螺旋重新瞄准，再次读数， 如此共进行2一4次，取其读数的平均值作为上半侧回的成果。倒 转望远镜，按上述方法测下半测回，取上下两半测回读数的平均 值为一测回的成果。一般说来，当用DJ，型经纬仪观测，测距在 300m以内时，可测2一3测回，其测回差不得大于3mm，否则应 重测

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 815.3波带板激光衍射法观测水平位移 s 15.3 Observing level displacement in laser and diffraction 仪器构造及其工作原理 (一)仪器构造 如图15-3所示,波带板激光准直系统主要由激光器点光源、波带板和接收靶三部分 组成。现将各部分略述如下: 激光器 针孔光栅 波带板 接收靶 工作基点 位移标点 工作基点 图15-3波带板激光衍射法原理 场士子 XI'An University of Technology

§15.3波带板激光衍射法观测水平位移 § 15.3 Observing level displacement in laser and diffraction 一、仪器构造及其工作原理 （一）仪器构造 如图15-3所示，波带板激光准直系统主要由激光器点光源、波带板和接收靶三部分 组 成。现将各部分略述如下： 激光器 针孔光栅 波带板 接收靶 工作基点 位移标点 工作基点 图15-3波带板激光衍射法原理

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 激光器射孔光舞 波带板 接收靶 点光源 激光束 工作基点 位移标点 工作基点 图15-3波带板激光衍射法原理 场士子 XI'An University of Technology

《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● (二)工作原理 ●●●● 采用波带板激光准直法观测水平位移,是将激光器和接收靶分别安置在两端 固定工作基点上,波带板安置在位移标点上(图15-3),并要求点光源、波带板 中心和接收靶中心三点基本上同在一高度上,这在埋设工作基点和位移标点时应 考虑满足此条件。当激光器发出的激光束照准波带板后,在接收靶上形成一个亮 点或“十”字亮线(图15-4),按照三点准直法,在接收靶上测定十字亮线的中 心位置,即可决定位移标点的位置,从而求出其偏离值。由于激光具有方向性强 亮度高、单色性和相干性好等特点,其观测精度比视准线法有较大的提高 二、观测方法 如图15-5所示,观测时, 由安置在基点A上的激光器发出 激光束,照准位移标点c上的波 带板,则在另一工作基点B的 接收靶上呈现亮点或十字亮线 图15-4接收靶 场士子 XI'An University of Technology

（二）工作原理 采用波带板激光准直法观测水平位移，是将激光器和接收靶分别安置在两端 固定工作基点上，波带板安置在位移标点上（图15-3），并要求点光源、波带板 中心和接收靶中心三点基本上同在一高度上，这在埋设工作基点和位移标点时应 考虑满足此条件。当激光器发出的激光束照准波带板后，在接收靶上形成一个亮 点或“＋”字亮线（图15-4），按照三点准直法，在接收靶上测定十字亮线的中 心位置，即可决定位移标点的位置，从而求出其偏离值。由于激光具有方向性强 亮度高、单色性和相干性好等特点，其观测精度比视准线法有较大的提高。 二、观测方法 如图15 -5所示，观测时， 由安置在基点A上的激光器发出 激光束，照准位移标点c上的波 带板，则在另一工作基点B的 接收靶上呈现亮点或十字亮线