基于mems阵列的大坝变形连续观测装置和观测结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高坝变形监测技术领域，具体涉及一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置和观测结构。
【背景技术】
[0002]高混凝土坝一般分缝分块，柱状浇筑，柱状浇筑块的尺寸取决于坝块的宽度及顺河向分缝间距。大坝浇筑过程中随坝块的升高，自重荷载不断增大，坝块自身变形和基础均发生变形，其结果会导致坝块在上下游方向、横河床方向及竖向产生位移，当位移超过允许值时，会影响到的坝体安全和后期运行安全。因此规范对混凝土坝相应坝块的高差和悬臂高度做了规定，但是实际施工中往往超规定施工，实际高差和悬臂高度常远超规范允许值，这无疑给大坝施工安全和后期运行带来隐患，也有施工过程中导致裂缝的例子。
[0003]对坝段的变形进行持续监测是保证大坝安全的有效手段。目前大坝变形观测是靠光学法，即利用水准仪及全站仪对坝体变形进行定期测量，但这种观测是在大坝具备观坝条件之后才能进行，此时一般大坝已浇筑一半以上，且观测高程以上的悬臂部位观测不到，因此难以用于大坝变形及受力控制。用于大坝变形观测的垂线在初次蓄水往往难以安装完毕，因此初次蓄水时的大坝变形往往漏测，造成对后期变形分析的不良影响。
[0004]综上所述，目前对于高混凝土坝的坝体变形，尚缺乏有效的观测手段。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是针对拒签高混凝土坝的坝体变形缺乏有效的观测手段的问题，提供一种伴随高坝混凝土浇筑，进行监测以及高坝施工后持续监测装置及监测结构。
[0006]本实用新型的技术方案:一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置，包括带状或柱状载体，在带状或柱状载体内分布有嵌入的MEMS传感器，各MEMS传感器通过数据线连接至处理器，处理器通过有线或无线方式传递给监测系统。
[0007]相邻带状或柱状载体之间通过数据线插头和数据线插槽对接固定。
[0008]带状载体或柱状载体的断面形状是扁平状、圆形、椭圆形、方形或矩形，其断面的尺寸足以在其内部安装MEMS传感器、导线及其他所需的部件。
[0009]一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测结构，将所述的基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的底部深埋于地基内用于观测基础变形。
[0010]一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测结构，将所述的基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的底部深埋于地基内，其余部分埋于坝体内用于观测坝段相对于建基面的变形。
[0011]一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测结构，将所述的基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的底部深埋于地基内，其余部分附贴于坝体表面用于观测坝段相对于建基面的变形。
[0012]一种基于MEMS阵列的大坝变形连续观测结构，将所述的基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的底部埋于坝体内任意高度作为基准面参考点其余部分埋于坝体内或者布置于坝体表面用于观测坝体自身变形。
[0013]所述基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置布置于上游坝面，或者采用埋设、打孔的方式埋设于坝内，其下部端点固定，上部成卷放置于坝段浇筑仓面的顶部，随着坝体浇筑升高不断埋入坝体且向上部上引。
[0014]布置所述基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的方式是随随浇筑层上升而一起向上铺设方式。
[0015]本实用新型的有益效果:1、本实用新型可将基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置随坝体混凝土施工过程逐层向上布置，使其嵌入与坝体内，或者将基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的最下端布置于坝体的基础内。从而，可以在高混凝土坝工期内，以及在完工之后的期间内，实时监测坝体的变形情况，以及实时监测坝体与基础之间的变化情况，将任何变化都快速全面的反应出来。从而增加了对高混凝土坝的坝体变形有效的观测手段。方法简单，容易实施，监测精度高，监测全面，实时性，效果非常好，节约人力物力成本。
[0016]2、本实用新型基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置可以对不同高程坝体内变形进行精确监测，通过多个不同位置的传感器自身位置变化，以及相邻位置传感器之间角度变化，将其转化成可视状态或可监控状态，以便确定坝体变形程度。仪器一旦埋设安装，首部位的传感器即可开始连续观测记录变形，通过安装于仪器顶端的信号发射装置无线发射至接收设备。
【附图说明】
[0017]图1是观测装置下部埋入基岩中的检测示意图；
[0018]图2是观测装置下部埋入基岩中的上游坝面检测示意图；
[0019]图3是观测装置下部位于基础面的检测示意图；
[0020]图4是观测装置下部位于基础面的上游坝面检测示意图；
[0021]图5是图1的A向结构示意图；
[0022]图6是本实用新型基于MEMS阵列的大坝变形连续观测装置的结构示意图；
[0023]图7是观测装置出现对接情况的示意图；
[0024]图8是观测装置的系统框图。
[0025]图中，标号I为变形监测带，11为带状(或柱状)载体，12为MEMS传感器，13为数据线，14为带卷，15为处理器，16为数据线插头，17为数据线插槽。2为坝体，3为基岩，4为坝段分缝。
【具体实施方式】
[0026]实施例1:一种基于MEMS阵列的大坝施工期变形连续观测装置，参见图6和图8，在带状(或柱状)载体11内分布有嵌入的MEMS传感器12，各MEMS传感器12通过数据线13连接至处理器15，处理器15通过有线或无线方式传递给监测系统。带状(或柱状)载体11采用柔性抗腐蚀抗拉材料。根据多个不同位置的传感器自身位置变化，以及相邻位置传感器之间角度变化，将其转化成可视状态或可监控状态，以便确定坝体2变形程度。
[0027]实施例2:参见图7，是对实施例1进一步补充，若存在带状(或柱状)载体11长度不足的情况，可以将相邻带状(或柱状)载体11之间通过数据线插头16和数据线