基于光纤温度测量的土石坝渗漏监测技术.pdfVIP

维普资讯 第 20卷第 4期 水 利 水 电科 技 进 展 2{3O0年 8月 基壬／，光纤温度测量的土石坝渗漏监测技术 7、) … ． P^1， Tvff#．f Pr-J1I ——堕——里一，MarkusAuneger2 -q：v6~1-- (1．中国水利水电科学研究院，-It~． 100044；2．1bclscIlenunjve城Mtlache~，Obern~h，82432Germany) 摘要：采用具有高信息密度的分布式光纤温度传感测量系统进行土石坝渗漏监测技术研究．经过理 论研究和室内、现场试验，已取得 了初步研究成果．实践表明，该传感系统可以埋置于防渗体的下游 排水或反滤层内，不套 目机械施工而损伤，具有施工干扰小，抗电磁干扰等特点，系统测量精度能满 足工程应用的要求．该项测量技术还可用于混凝土坝的温度场测量． 关键词 塑；温度；圭至塑；些霎混疑土坝 ；矸淫括婚徊寸氍屯 中图分类号：TV642 文献标识码：B 文章编号：1006-7647{20~0)04-0029．03 据 1980年底的不完全统计，我国大、中、小型水 漏区的漏检概率，有利于信息的有效评估 库的破坏共 2976次，其破坏率为水库总数 86852座 l 物理背景 的3．4％．按坝型分析，土石坝所 占比例最大 ，约 98、3％．按破坏类型分析，漫顶 占515％，渗漏 占 无渗流土的温度场分布由单纯的热传导控制、 29．1％，其它 占19．4％．根据国内241座大型水库发 在土表层 1O一15m范围内，温度场受流体 (空气、 生过 103{0宗工程事故的分析，不同破坏类型所 占的 水)的季节性温度变化控制，越靠近表面区域与流体 比例如表 1…所示 ． 温度越一致．由于土具有较低的热传导特性，流体温 表 1 10∞宗工程事故中不同破坏类型所占比例 度与土体内部的温度差别随深度而增加 ．常规的大 坝填筑材料热扩散系数为 (0、5 1．5)x10一m2／s， 在深度 5m位置，便可 以导致持续时间达几个月的 温度差异，另外季节温度变化的幅度随深度 明显减 小．在5m位置，该变化幅度仅达到近表面区域变化 土石坝工程 中近 1／3存在不同程度的渗漏、水 的20％左右 ． 下塌陷、边坡失稳等 问题，其中渗漏所 占的比例最 土体内热传导强度将因大量水在土体内迁移而 大 ．在过去的20年 中，针对土坝内部渗漏发展初期 发生改变(图1)．如渗透系数大于 lO—m／s，土体传 的监测方法，已进行了很多研究工作 ．进行广泛研究 导热传递将明显被流体运动所引起的平流热传递所 的参数之一便是温度L2』．当土体存在渗漏通道时，河 超越．即使很少的液体流动也将导致土体温度与渗 道或库水温度便成为天然的示踪剂．渗漏将引起大 漏水温度相适应，由此引起温度场不规则的程度是 坝的温度场出现局部不规则．如能对该不规则区域 土体内渗漏监测的非常灵敏的指标． 的温度偏差量进行现场量测，对渗漏通道便可以定 2 测量技术 位并定性判断渗漏速度 ．该方法的局限性在于需要 知道随季节变化的天气情况，而且常规的点式监测 温度场测量为土石坝内渗漏通道的监测提供了