中文名 | 揚壓力監測 | 外文名 | monitoring of uplift pressure |
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學????科 | 水利工程 | 領????域 | 監測 |
內????容 | 揚壓力大小和分布 | 目????的 | 保證工程安全運行 |
有揚壓力測壓管、差動電阻式孔隙壓力計或鋼弦式滲壓計3種基本類型。
(1)揚壓力測壓管。由進水段、導管及管口3部分組成,進水段外部設置反濾層。揚壓力測壓管的監測設備有多種。有壓的測壓管用壓力表或壓力傳感器進行監測;無壓的測壓管用測深鐘、電測水位計或水下的壓力傳感器進行監測。
(2)差動電阻式孔隙水壓力計。水工建筑物的某些特殊部位(如防滲帷幕的壩踵部位、水閘底板、護坦底板等)不便于安裝測壓管,或測壓管附近需要布置校核設備時,都可以布設差動電阻式孔隙水壓力計(或鋼弦式滲壓計),用以遙測測點的揚壓力數據。差動電阻式孔隙壓力計隨施工埋設,用電阻比電橋或其他檢測儀測定測點的揚壓力及溫度。
(3)鋼弦式滲壓計。是一種比差動電阻式孔隙壓力計靈敏度更高的傳感器,其直徑更小,便于放入測壓管實現監測自動化,也可以埋設在難以安裝測壓管的部位,用檢測儀表測定測點的揚壓力。
揚壓力監測資料應按規范要求及時整理分析,有條件的還應建立揚壓力的數學模型,進行預測、預報和安全監控 。
20世紀30年代一些國家的混凝土壩己開展揚壓力監測。中國50年代以來興建的大型混凝土壩都將揚壓力作為基本監測項目。揚壓力監測的發展趨向是實現監測自動化及數據處理自動化 。
水工建筑物投入運行后,監測其揚壓力大小和分布,用以核算建筑物的抗滑穩定性,對保證工程安全運行十分重要。同時監測成果還可用來檢驗防滲和排水措施的效果及揚壓力的設計假定 。
揚壓力是浮托力和滲透壓力的總和。浮托力強度為水的容重與截面所承受的下游水頭的乘積;滲透壓力強度則各點不同,截面的上游斷點處最大,等于水的重度與上下游的水位差的乘積,下游端點處為零。揚壓力將減少建筑物有...
揚壓力,建筑學術語,指建筑物及其地基內的滲水,對某一水平計算截面的浮托力與滲透壓力之和。擋水建筑物的揚壓力是在上下游凈水頭作用下形成的滲流場產生的,是靜水壓力派生出來的荷載。詳見1條文說明8.1。
流體壓力.揚壓力 uplift pressure :建筑學術語,指建筑物及其地基內的滲水,對某一水平計算截面的浮托力與滲透壓力之和。
水工建筑物(如重力壩)揚壓力監測布置,通常按縱、橫兩個方向考慮。在壩軸線方向設置一個縱向監測斷面,其位置在壩基防滲帷幕和主排水設施之間。沿縱向斷面每個壩段布設1個~2個測點,以監測縱向的揚壓力分布及大小。垂直壩軸線方向的橫向監測斷面應根據壩基地形、地質條件以及滲流特性、壩體結構等不同情況,選擇典型壩段進行布設。一般選擇3個~4個壩段,并以這些壩段的中心線作為揚壓力監測斷面。每個橫向監測斷面上一般布置4個~7個測點。測點布置在截滲設施前后、排水設施前后以及上下游壩面附近等部位。測點間距10m左右,靠上游側宜小一些,靠下游側宜大一些,最靠近壩面的測點應距壩面3m~10m。當壩基為透水性較大的基巖破碎帶或在斷層附近時應加密測點。
水閘底板的揚壓力測點布置與重力壩基礎底面的布置相似。
關于壩基揚壓力分布的討論主要集中在防滲帷幕前后揚壓力的變化問題。按設計規范,從壩踵穿過防滲帷幕到第一排水幕間揚壓力是直線分布的。這在理論上不合理。也不符合實際情況。
混凝土重力壩為防止集中滲流,降低壩基揚壓力,增強壩體穩定性,對大壩地基采取了“排堵結臺,以排為主”的綜合措施。在上游面設一道基礎防滲帷幕,在河床壩段的帷幕后設三條縱向排水幕和兩條橫向排水孔。為監濺壩基揚壓力,在Ⅶ 壩段布置了七根測壓管和兩支滲壓計,其中有一根測壓管在帷幕前,可觀測壩踵揚壓力 。2100433B
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為了及時了解水閘基礎壓力的變化情況,據以判斷水閘是否有滑動、傾復等危險,需要對黃河水閘工程進行測壓管檢測。通過對比分析,簡述了黃河水閘自動化遠程監測系統組成的功能及優點。實踐證明,實施遠程調度與控制,較之目前現場督察,工作效率提高幾十、上百倍,為"信息黃河""數字黃河"的建設打下了良好基礎。
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在大壩安全監測中壩基揚壓力是一個很重要的監測指標,用于測量壩基揚壓力的傳感器很多,以GK4500S型振弦式滲壓計為例,主要介紹了振弦式滲壓計的工作原理、主要結構、適用范圍和安裝方法,及其在廣西合獅面水庫大壩中監測壩基揚壓力的具體實例。
【學員問題】混凝土大壩滲流監測的壩基揚壓力規定?
【解答】1.揚壓力觀測應根據建筑物的類型、規模、壩基地質條件和滲流控制的工程措施等設計布置。一般應設縱向觀測斷面1~2個,橫向觀測斷面至少3個。
2.縱向觀測斷面宜布置在第一道排水幕線上,每個壩段至少應設一個測點;若地質條件復雜時,測點數應適當增加。遇大斷層或強透水帶時??稍诠酀{帷幕和第一道排水幕之間增設測點。
3.橫向觀測斷面直選擇在最高壩段、岸坡壩段及地質構造復雜的谷岸臺地壩段。橫斷面間距一般為50~100m;如壩體較長,壩體結構和地質條件大體相同,則可加大橫斷面間距。對支墩壩,橫斷面可設在支墩底部。
4.橫斷面上的測點應布置在各排水幕線上。有橫向基礎廊道時,測點可適當加密。在防滲墻或板樁后宜設測點。有下游帷幕時,應在其上游側布置測點。
5.地質條件良好的薄拱壩,經論證后可少作或不作揚壓力觀測。
6.壩后廠房的建基面上,宜設置揚壓力測點。
7.揚壓力觀測孔在建基面以下的深度,不宜大于1m.
8.揚壓力觀測孔與排水孔不宜互相代用。
9.壩基揚壓力一般埋設測壓管進行觀測,必要時,亦可埋設孔隙壓力計。
10.壩基若有影響大壩穩定的淺層軟弱帶,應增設測壓管。測壓管的進水管段應埋設在軟弱帶以下0.5~1m的基巖中。應作好軟弱帶處導水管外圍的止水,防止下層潛水向上滲漏。
以上內容均根據學員實際工作中遇到的問題整理而成,供參考,如有問題請及時溝通、指正。
揚壓力是浮托力和滲透壓力的總和。浮托力強度為水的容重與截面所承受的下游水頭的乘積;滲透壓力強度則各點不同,截面的上游斷點處最大,等于水的重度與上下游的水位差的乘積,下游端點處為零。揚壓力將減少建筑物有效重量,降低抗滑能力,因而它是一種不利荷載。為此,常在建筑物及其地基內設置阻滲和排水設施以減小揚壓力。通常在壩踵附近的基巖內灌漿形成防滲帷幕,并在防滲帷幕的下游側鉆孔形成排水帷幕;在距上游壩面3~5m處設置壩身孔,有時還在孔前采用抗滲能力較強的混凝土形成防滲層。當下游尾水位較高、浮托力較大時,可采用抽排降壓措施,以減小浮托力。對于土基,常在壩踵或閘的上游端附近采用防滲措施,如鋪蓋、板樁、混凝土防滲墻以及灌漿帷幕等;常用的排水措施為連續的基面排水。
采用有限單元法計算巖基上重力壩的變形和應力時,若假定壩體和壩基均為透水體,通過滲流計算可得壩體和壩基不同位置的滲流體積力,稱為滲透力,以等效滲流荷載作用在滲流域的結點上,不再計算揚壓力。
用分項系數極限狀態設計法進行設計,根據中國DL 5077-1997規定,計算截面上的揚壓力分布圖形中的矩形部分的合力為浮托力代表值,作用分項系數采用1.0;其余部分的合力為滲透壓力為代表值,作用分項系數采用:實體重力壩1.2,寬縫重力壩、大頭支墩壩、空腹重力壩及拱壩1.1.
揚壓力是一個鉛直向上的力,它減小了重力壩作用在地基上的有效壓力,從而降低了壩底的抗滑力。同時,壩體內也產生揚壓力,從而影響了壩體內的應力分布?!p小揚壓力的措施:為了減小壩底揚壓力,提高壩的穩定性,通常采用壩基防滲帷幕以減少滲透途徑,消耗壩底的滲透水頭,并在防滲帷幕后設排水孔幕,以釋放剩余水頭。為了減小壩體內的揚壓力,通常將壩體上游壩面3~5m范圍內的材料的防滲性能提高,以形成防滲層,在防滲層后面再設置排水管。
揚壓力包括上浮力以及滲流壓力。上浮力是由壩體下游水深產生的,滲流壓力是由上下游水頭產生的。在水頭的作用下,水流通過裂隙、軟弱破碎帶而產生的向上的靜水壓力。