联不同个数的MEMS加速度传感器灵活改变仪器长度，可观测仪器轴线沿程的变形情况。
[0035]分布式MEMS变形观测仪布设于边坡上可能存在滑动变形风险的位置，用于感测边坡上不同深度的变形，观测坝区边坡在施工和蓄水干扰影响下的变形情况，实现对边坡稳定性的监测;在安装位置通过钻孔安装仪器。
[0036]分布式MEMS变形观测仪布设于拱坝上的典型坝段位置，用于实时连续感测拱坝于施工期及初次蓄水期的变形，观测坝段随浇筑、蓄水、水位变化引起的变形情况。安装方法是:在坝段内部合适的位置通过埋孔的方式安装仪器，将仪器的一端固定于基础内钻孔的底部(多个MEMS变形观测仪呈竖直束状安装于孔底)，也可以固定于坝基础部位，仪器另一端卷成捆状放置于坝段混凝土浇筑的顶面，随着混凝土浇筑坝体不断升高，捆状仪器不断展开埋设于坝体内部。
[0037]数据采集及处理子系统包括数据采集分站和数据处理中心两部分。数据采集分站部署于边坡上相对稳定的区域以及坝体廊道内，各个微震传感器经电缆与数据采集分站的主处理器建立数据连接，各个微震传感器采集的边坡岩体的微破裂信号经电缆传输至数据采集分站，各个MEMS变形观测仪上的无线传输模块与数据采集分站的无线传输模块实现无线数据连接，各个MEMS加速度传感器采集的边坡、拱坝的变形数据经无线传输模块传输至数据采集分站；
[0038]数据处理中心部署于施工现场指挥中心，根据施工现场的实际情况，数据采集分站与数据处理中心可通过有线(电缆、光缆)、无线(无线传输模块)或是网络连接方式建立数据连接，数据采集分站将接收的边坡岩体的微破裂信号及边坡、拱坝的变形数据传输至数据处理中心，数据处理中心可根据微震传感器感测的边坡岩体的微破裂信号，分析微破裂的大小、集中程度、破裂密度，分析岩体微破裂时空分布规律及稳定性演化进程，圈定和识别近坝区岩体潜在危险区域，进而判断边坡局部和整体的可能失稳情况，数据处理中心还根据MEMS加速度传感器采集的边坡、拱坝的变形数据，监测边坡在施工和蓄水干扰影响下的变形情况，监控边坡的稳定性，并监测坝段随浇筑、蓄水、水位变化引起的变形情况。
[0039]数据处理中心进一步可将采集的数据上传至远端的控制中心。
[0040]本发明的边坡和大坝施工期、初次蓄水期全过程变形稳定监测系统，通过布设于边坡上的微震监测子系统、布设于边坡上的分布式MEMS变形观测仪、布设于拱坝上的分布式MEMS变形观测仪所构成的全监测网，可实现从边坡开挖、基础开挖、直至大坝浇筑整个施工过程以及初次蓄水过程中，实时、连续地监测高混凝土坝近坝区的边坡变形、边坡稳定、大坝坝块及整体变形的总体情况;本发明的系统能够覆盖较大范围的区域，能够对近坝区边坡和高坝坝体自施工开始到运行期的变形稳定进行空间上的全过程实时监测，获取边坡与大坝施工早期的变形过程数据，从而为高混凝土坝全生命周期安全稳定评价提供有力的数据支撑。
[0041]以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
【主权项】
1.边坡和大坝施工期、初次蓄水期全过程变形稳定监测系统，其特征在于，包括: 布设于边坡上用于感测边坡岩体的微破裂信号的若干微震传感器， 布设于边坡上用于感测边坡不同深度变形数据的分布式MEMS变形观测仪， 布设与拱坝上用于感测坝体施工期、初次蓄水期全过程变形数据的分布式MEMS变形观测仪， 该MEMS变形观测仪由无线传输模块及若干MEMS加速度传感器串联而成； 数据采集及处理子系统，用于采集微震传感器感测的边坡岩体的微破裂信号，及MEMS加速度传感器感测的边坡、岩体的变形数据，根据采集的数据分析、监测边坡与坝体的变形稳定情况。2.根据权利要求1所述的边坡和大坝施工期、初次蓄水期全过程变形稳定监测系统，其特征在于，所述数据采集及处理子系统包括数据采集分站和数据处理中心，所述微震传感器经电缆与该数据采集分站的主处理器建立数据连接，所述MEMS变形观测仪的无线传输模块与该数据采集分站的无线传输模块建立无线数据连接，该数据采集分站与数据处理中心通过有线、无线或网络连接方式建立数据连接。3.根据权利要求2所述的边坡和大坝施工期、初次蓄水期全过程变形稳定监测系统，其特征在于，所述数据采集分站部署于边坡上相对稳定的区域以及坝体廊道内。4.根据权利要求3所述的边坡和大坝施工期、初次蓄水期全过程变形稳定监测系统，其特征在于，所述MEMS变形观测仪由串联于电缆上的MEMS加速度传感器及无线传输模块构成，该电缆上每间隔30cm?10dii设置一个MEMS加速度传感器，该电缆的上端部电性连接无线传输模块。5.根据权利要求1所述的边坡和大坝施工期、初次蓄水期全过程变形稳定监测系统，其特征在于，所述MEMS变形观测仪通过钻孔安装于所述边坡上，所述MEMS变形观测仪通过埋孔安装与所述拱坝上。6.根据权利要求5所述的边坡和大坝施工期、初次蓄水期全过程变形稳定监测系统，其特征在于，将多个所述MEMS变形观测仪呈竖直束状通过埋孔方式安装于所述拱坝上。
【专利摘要】本发明提供一种边坡和大坝施工期、初次蓄水期全过程变形稳定监测系统，包括：布设于边坡上用于感测边坡岩体的微破裂信号的若干微震传感器，布设于边坡上用于感测边坡不同深度变形的分布式MEMS变形观测仪，布设于大坝上用于感测坝体施工期、初次蓄水期全过程变形的分布式MEMS变形观测仪，MEMS变形观测仪由无线传输模块及若干MEMS加速度传感器串联而成；数据采集及处理子系统，用于采集微震传感器感测的边坡岩体的微破裂信号，及MEMS加速度传感器感测的边坡、坝体的变形数据，根据采集的数据分析、监测边坡与坝体的变形稳定情况。本发明能够连续监测整个施工过程以及初次蓄水全过程中，高混凝土坝近坝区的整体变形稳定情况。
【IPC分类】E02D1/00
【公开号】CN105442520
【申请号】CN201510769683
【发明人】张国新, 程恒, 商峰, 刘毅, 卢正超
【申请人】中国水利水电科学研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月11日