CN100456035C - 基于***源的大坝无损检测*** - Google Patents
基于***源的大坝无损检测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN100456035C CN100456035C CNB2005101371160A CN200510137116A CN100456035C CN 100456035 C CN100456035 C CN 100456035C CN B2005101371160 A CNB2005101371160 A CN B2005101371160A CN 200510137116 A CN200510137116 A CN 200510137116A CN 100456035 C CN100456035 C CN 100456035C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dam
- blast source
- type sensor
- source
- receiving system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 206010061245 Internal injury Diseases 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 1
- 238000010205 computational analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于***源的大坝无损检测***，由***源、接收***、数据记录***和数据分析处理***组成，接收***是由铺设在大坝内的差动电阻式传感器组、振弦式传感器组和铺设在大坝表面的拾震器组构成，***源的几何位置选取在大坝的几何中心点或几何中心线上。本发明由于采用设计已知当量的***，通过表面和坝体内部安装埋设的传感器来接收弹性波的声学参数，经计算机对这些声学参数及波形变化进行分析，对坝体缺陷及缺陷范围进行确定，实现对大坝进行全面的动态监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土大坝的无损检测以及动态实时安全监控***，特别是一种基于***源的大坝无损检测***。
背景技术
《大坝安全》2003年第2期中《混凝土大坝声波层析检测***》一文公开了一种检测混凝土大坝内部缺陷的方法，其方法是采用聚能声波激震，利用弹性声波在混凝土内部传播参数的变化来分析混凝土内部缺陷位置与范围。其缺点：一是声波激励能量小，检测深度范围有限；二是由于大坝体积大、边界条件复杂，单靠表面布置仪器，采集的数据少，较难分析；三是无永久监测点，无法实现实时动态监控。现有的大坝也有将差动电阻式传感器和振弦式传感器埋设在内，靠其发射出来的信号对大坝进行静态观测，但对大坝瞬间动态变化检测不到。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种基于***源的大坝无损检测***，它能克服现有技术中的不足，通过已知当量的***，运用动态力学模型预测大坝的预期工作能力以及在不同工况下的安全度，实现对大坝进行全面的监测。
本发明的目的是这样实现的：一种基于***源的大坝无损检测***，由***源、接收***、数据记录***和数据分析处理***组成，接收***内设有铺设在大坝表面的拾震器组，接收***内还设有铺设在大坝内的差动电阻式传感器组和振弦式传感器组，通过安装在大坝内的差动电阻式传感器及振弦式传感器接收***源传来的弹性波数据，接合拾振传感器检测接收到的各种声学参数通过计算机进行分析处理，对大坝进行实时监控，***源的几何位置选取在大坝的几何中心点或几何中心线上。
本发明采用在大坝的几何中心点或几何中心线上某一个点上安置***源，***源产生恰当的地震冲击波，靠冲击波在坝体内产生弹性波并沿一定方向传播，弹性波在遇到内部缺陷处时会产生反射与折射，同时发生波速、波幅、传播时间、频率等声学参数的变化及波形的畸变，通过埋设在大坝内的差动电阻式传感器组、振弦式传感器组和设置在大坝表面的拾震器组来接收弹性波的声学参数，用计算机对这些声学参数及波形变化进行分析研究，来确定大坝体内是否存在缺陷及缺陷范围。
本发明具有以下特点：
一、以***源作为大坝振动激励信号。
人们期望***源的当量是恰当的，既要能给大坝产生足够的波动能量，保证接收***能接收到有效信号，同时又不会对大坝及其附属结构产生有害影响。本发明根据大坝的不同形状和结构特点，在距离大坝的适当位置设定一个***中心，合理控制***强度和用药当量，精心设计***方式和起爆程序，对大坝产生一个恰当的振动激励，在不影响大坝内部结构的前提下，为检测大坝内部损伤提供一个激励信号。
***源可采用微差延时***，以获得***的、连续的激励信号，必要时可采用干涉型双源***，提高检测分析精度。
本发明的***源的几何位置主要考虑选取在大坝的几何中心点或几何中心线上的某一个点上，如图2、图3所示。
二、接收***由动态信号拾震器组、差动电阻式传感器组和振弦式传感器组构成。
已建大坝除了可在大坝表面的适当位置拾震器外，还可利用埋设在坝体内的差动电阻式传感器和振弦式传感器来接收***振动信号。这一点在技术上是可行的：首先是水工建筑物的自振频率很低，混凝土坝一般在10Hz以内，其它材料坝型应更低一些，目前国内已研制出应用于水工建筑物的低频高灵敏度传感器；其次，差动电阻式仪器经过试验分析，其频响范围可达100Hz，可采用定制的动态应变仪采集数据，振弦仪器的动态性能虽稍差一些，但通过改进的仪器频响范围可达10Hz以上，可以满足测试要求。
由于大坝结构、材料以及边界条件的复杂性，接收到的波形将是十分复杂的，如何正确区分并提取有用信息是至关重要的。本发明采用优化***源设计和优化传感器布置，比如采用测线代替测点，在沿波传播路径按一定间隔布置多个测点等等，对复杂的问题加以简化，使接收的波形特征更便于分辩。
本发明的数据记录***主要是将接收***传感器接收到的模拟信号进行放大处理并转换为数字信号，进行传输与储存，靠动态智能采集模块和声学参数采集模块来完成操作。
本发明的数据分析处理***负责对采集的波形进行过滤抽提，计算分析弹性波在传播过程的声学参数变化，反馈大坝振动特性参数、对测试断面进行声波CT成像等，靠计算机来完成操作。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的***源位置选定原则示意图。
图3是本发明的另一种***源位置选定原则示意图。
其中：图1兼作摘要附图。
图中：1、***源，2、差动电阻式传感器组，3、振弦式传感器组，4、拾震器组，5、动态智能采集模块，6、声学参数采集模块，7、数据分析处理***，8、坝体。
具体实施方式
在大坝上建立和使用基于***源的大坝隐患检测***，可依照如下三个步骤来实施：
第一步：通过按大坝特点设计的***源给大坝以合适的激励信号，通过安装在大坝表面的拾振传感器检测接收到的弹性波传播的各种声学参数，进行全断面弹性波CT成像，达到全面控制缺陷的目的。
第二步：通过安装在大坝内的差动电阻式传感器和振弦式传感器接收***源传来的弹性波，并接合拾振传感器检测接收到的各种声学参数通过计算机处理对大坝进行动态的监测，做到实时监控。
第三步：就是在动态监测的基础上，建立大坝动态力学分析模型，然后通过已知能量的***源激励，通过安装的动态接收***检测大坝的动态力学变化及声学参数变化，将检测参数代入动态力学模型分析以预测大坝预期的抵抗能力。
***源设计方法与步骤：用于激励的***源设计首先应满足两个条件：1、***产生的振动对大坝的影响是可以接受的，在设计安全允许范围内；2、***的能量要足够大，使得布置在大坝上的传感器能产生可以分辨的反应。在这个前提下来进行***源设计，其步骤如下：
1、由于每个工程的地质条件、工程结构不同，首先要在坝区相同地质条件区域进行***试验，确定***振动安全控制公式与水击波安全控制公式，典型的控制公式如下：***振动安全控制公式：v＝101.3(Q1/3/R)1.97，式中v为质点振动速度，Q为最大单段起爆药量，R为爆源至测点的距离；水击波安全控制公式：P＝11.47(Q1/3/R)0.95，式中P为水击波压力，G为最大单段起爆药量，R为爆源至测点的距离。
2、收集被测大坝的设计允许值。
3、根据安全控制公式与设计允许值选定最大单段起爆药量Q与爆源距离R，选定时要考虑2-3倍的安全余量。
4、一般情况下***源就这样确定了，如果工程结构较复杂，规模较大，为了使仪器便于采集，数据便于分析，应考虑采用干涉型双源或多源设计，即按上述***源参数在爆源位置复制几个相同爆源，按一定时间间隔延迟起爆，使大坝获得一个有一定相位差的振动信号。
在三峡工程二期土石围堰防渗墙***拆除施工中，葛洲坝集团对***影响进行了***监测，参数如下：1、***源距大坝450米，采用乳化***，最大单段起爆药量为两个最大单孔药量之和，即60kg；2、允许质点振动速度为5cm/s，允许水击波为1.0kg/cm2，实测质点振动速度为0.02cm/s，实测水击波为0.3kg/cm2。
Claims (1)
1、一种基于***源的大坝无损检测***，由***源、接收***、数据记录***和数据分析处理***组成，接收***内设有铺设在大坝表面的拾震器组，其特征在于：接收***内还设有铺设在大坝内的差动电阻式传感器组和振弦式传感器组，通过安装在大坝内的差动电阻式传感器及振弦式传感器接收***源传来的弹性波数据，接合拾振传感器检测接收到的各种声学参数通过计算机进行分析处理，对大坝进行实时监控，***源的几何位置选取在大坝的几何中心点或几何中心线上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005101371160A CN100456035C (zh) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | 基于***源的大坝无损检测*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005101371160A CN100456035C (zh) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | 基于***源的大坝无损检测*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1991357A CN1991357A (zh) | 2007-07-04 |
| CN100456035C true CN100456035C (zh) | 2009-01-28 |
Family
ID=38213762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005101371160A Expired - Fee Related CN100456035C (zh) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | 基于***源的大坝无损检测*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100456035C (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101526331B (zh) * | 2009-04-03 | 2013-06-26 | 中国地震局工程力学研究所 | 峰值形变仪 |
| CN102506621B (zh) * | 2011-10-10 | 2013-04-17 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种基于防洪坝系的主振动频率确定煤矿***方式的方法 |
| CN102562163B (zh) * | 2011-12-22 | 2013-06-05 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种防洪坝系的安全性检测方法 |
| CN102562164B (zh) * | 2011-12-22 | 2013-06-05 | 中国神华能源股份有限公司 | 用于露天采煤区***的防洪坝系安全监测方法和监测*** |
| CN102605745A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-25 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种针对露天煤矿设置的防洪坝系及其建造方法 |
| CN103323530A (zh) * | 2013-06-18 | 2013-09-25 | 山东科技大学 | 利用***作业震动波检测巷道群围岩稳定性的方法 |
| CN103728376B (zh) * | 2014-01-10 | 2016-01-13 | 武汉大学 | 基于p波脉冲上升时间的岩体开挖***影响范围判别方法 |
| JP6791029B2 (ja) * | 2017-06-12 | 2020-11-25 | 株式会社島津製作所 | 欠陥検出方法及び欠陥検出装置 |
| CN108122248B (zh) * | 2018-01-15 | 2020-04-24 | 武汉大学 | 基于视频测量的大坝自振频率识别方法 |
| DE102018108544A1 (de) * | 2018-01-31 | 2019-08-01 | Bauhaus-Universität Weimar | Detektion und Lokalisierung von Bauwerksschäden mit vollständiger Wellenformumkehrung |
| CN110297039A (zh) * | 2018-03-23 | 2019-10-01 | 中铁四局集团有限公司 | 隧道围岩***损伤深度的声波探测方法 |
| CN111239259A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-05 | 湖南北斗微芯产业发展有限公司 | 一种大坝渗漏检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1083224A (zh) * | 1992-08-27 | 1994-03-02 | 廖毅 | 气爆地震震源及*** |
| US6105430A (en) * | 1998-07-02 | 2000-08-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Inspection of concrete structures using sonic tomography |
-
2005
- 2005-12-29 CN CNB2005101371160A patent/CN100456035C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1083224A (zh) * | 1992-08-27 | 1994-03-02 | 廖毅 | 气爆地震震源及*** |
| US6105430A (en) * | 1998-07-02 | 2000-08-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Inspection of concrete structures using sonic tomography |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 佛子岭连拱坝动力试验及模态参数识别. 张翠然，胡晓.水利水电技术，第33卷第12期. 2002 |
| 佛子岭连拱坝动力试验及模态参数识别. 张翠然，胡晓.水利水电技术，第33卷第12期. 2002 * |
| 关门山面板堆石坝现场弹性波试验研究. 韩国城，孔宪京，王炳乾，马恒春.大连理工大学学报，第30卷第5期. 1990 |
| 关门山面板堆石坝现场弹性波试验研究. 韩国城，孔宪京，王炳乾，马恒春.大连理工大学学报，第30卷第5期. 1990 * |
| 基于网络传感器的大坝安全监测***. 姜建，舒乃秋，章涛，刘敏.传感器技术，第23卷第2期. 2004 |
| 基于网络传感器的大坝安全监测***. 姜建，舒乃秋，章涛，刘敏.传感器技术，第23卷第2期. 2004 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1991357A (zh) | 2007-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100456035C (zh) | 基于***源的大坝无损检测*** | |
| Stokoe et al. | Seismic-wave-based testing in geotechnical engineering | |
| Feng et al. | ISRM suggested method for in situ acoustic emission monitoring of the fracturing process in rock masses | |
| Dixon et al. | Acoustic emission monitoring of slope instability: development of an active waveguide system | |
| KR101547508B1 (ko) | 전방 지질 예측 시스템 및 그 방법 | |
| MXPA06012109A (es) | Mapeo de fractura microsismica que utiliza mediciones de sincronizacion de fuente sismica para calibracion de velocidad. | |
| WO2010086584A2 (en) | Apparatus and method for monitoring soil slope displacement rate by detecting acoustic emissions | |
| US9903972B2 (en) | Seismic cable, system and method for acquiring information about seismic, microseismic and mechanical vibration incidents in a well | |
| CN104931363A (zh) | 节理岩体变形模量测试方法 | |
| CN110687607B (zh) | 一种斯通利波探测方法及*** | |
| CN105735971A (zh) | 一种基于弹性波的钻孔深度检测***及其检测方法 | |
| Maxwell et al. | A micro-velocity tool to assess the excavation damaged zone | |
| CN113552629A (zh) | 一种隧道围岩纵波速度确定方法、装置和计算机设备 | |
| CN103140773A (zh) | 用于对钻孔周围地层的非线性和线性特性进行成像的装置和方法 | |
| CN102298158B (zh) | 断层探查装置以及断层探查方法 | |
| O'brien | Some experiments concerning the primary seismic pulse | |
| Stewart | Insitu measurement of dynamic soil properties with emphasis on damping | |
| US20130188452A1 (en) | Assessing stress strain and fluid pressure in strata surrounding a borehole based on borehole casing resonance | |
| KR20010035239A (ko) | 시추공을 이용한 탄성파 탐사방법 | |
| RU2316025C2 (ru) | Способ определения степени детонации с использованием сейсмической энергии | |
| CN102540258A (zh) | 一种采用水平声波剖面测试进行隧道超前地质预报的方法 | |
| CN105116439A (zh) | 一种用于检测山体微振动的山崩预警*** | |
| CN205211122U (zh) | 一种用于检测山体微振动的山崩预警*** | |
| JP2004346567A (ja) | 切羽前方探査方法 | |
| Allison et al. | Low frequency sounding technique for predicting progressive failure of rock |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINA GEZHOUBA GROUP CO. Free format text: FORMER OWNER: CHINA GEZHOUBA WATER CONSERVANCY AND HYDROELECTRIC ENGINEERING GROUP CO., LTD. Effective date: 20080111 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20080111 Address after: Qing Road No. 1 in Hubei city of Yichang Province Post encoding: 443002 Applicant after: China Gezhouba Group Co., Ltd. Address before: Qing Road No. 1 in Hubei city of Yichang Province Post encoding: 443002 Applicant before: China Gezhouba Water & Power Engineering Group Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20090724 Address after: Hubei province Yichang City Qing Road No. 1 zip code: 443002 Co-patentee after: Gezhouba Group No.1 Engineering Co., Ltd. Patentee after: China Gezhouba Dam group Limited by Share Ltd Address before: Hubei province Yichang City Qing Road No. 1 zip code: 443002 Patentee before: China Gezhouba Group Co., Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090128 Termination date: 20161229 |