專利名稱：一種防洪壩系的安全性檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防洪壩系的安全性檢測(cè)方法，特別涉及一種煤礦周圍的防洪壩系的安全性檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，決定了煤炭將在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)作為我國(guó)主要的能源。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展對(duì)能源的需求量也在不斷的増加，為了有效的提高每個(gè)煤礦的服務(wù)年限，需要采用高效的開(kāi)采方法。露天開(kāi)采由于其具有安全、高效、資源回收率高等優(yōu)點(diǎn)， 成為優(yōu)選的煤礦開(kāi)采方法。而煤礦一般情況下都處于深陡溝壑區(qū)域，容易造成雨水的聚集，為了保證露天開(kāi)采的可實(shí)施性，在煤礦的周圍為了達(dá)到防洪、防水的目的都設(shè)置有防洪壩系。但是對(duì)于露天煤礦一般會(huì)采用拋擲爆破的方式進(jìn)行開(kāi)采，爆破的影響范圍會(huì)波及到防洪壩系，因此防洪壩系的安全受到很大的影響。例如對(duì)于我國(guó)哈爾烏素露天煤礦，其地處深陡溝壑區(qū)域，坡度相差大，并且雨量集中，因此在該露天煤礦周圍構(gòu)建了ー套防洪壩系，構(gòu)成了防洪系統(tǒng)工程。與哈爾烏素露天煤礦相鄰較近的黑岱溝煤礦采用拋擲爆破的方式開(kāi)采，爆破的規(guī)模達(dá)到毎次爆破1200t 1500t炸藥，爆區(qū)距離哈爾烏素露天煤礦越來(lái)越近，其爆破影響范圍已經(jīng)直接波及哈爾烏素露天煤礦的防洪壩系。并且哈爾烏素露天煤礦開(kāi)采毎次起爆裝藥量150噸左右，露天剝離超大規(guī)模爆破產(chǎn)生的爆破振動(dòng)沖擊，對(duì)距離哈爾烏素露天煤礦首采區(qū)較近的多個(gè)防洪壩的安全穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生重大影響，對(duì)煤礦的安全高效生產(chǎn)存在較大的潛在影響。而現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般都基于壩體位移以及滲流等較為靜態(tài)的方法。而位于露天煤礦周圍的壩體，由于受到爆破的影響，其安全性以及壽命也受到了相應(yīng)的影響。因此如何對(duì)防洪壩系進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果及時(shí)的采取措施保證壩系的安全性，及延長(zhǎng)防洪壩系的壽命，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種防洪壩系的安全性檢測(cè)方法，用以解決現(xiàn)有防洪壩系安全性差， 壽命短的問(wèn)題。本發(fā)明的這種防洪壩系的安全性檢測(cè)方法，包括對(duì)防洪壩系中的每個(gè)壩體的滲流壓力以及壩體的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)；并根據(jù)壩體上設(shè)置的監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的相應(yīng)位置的振動(dòng)速度，確定壩體的主振動(dòng)頻 Φ ；根據(jù)監(jiān)測(cè)到的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)カ分布并對(duì)所述壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)。較佳地，對(duì)防洪壩系中的每個(gè)壩體的滲流壓力以及壩體的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)之前，還包括在防洪壩系中選擇進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體，針對(duì)選擇的壩體設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備。
較佳地，可以基于以下至少ー種方法，在防洪壩系中選擇進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體選擇距離爆破區(qū)域在第一設(shè)定距離范圍內(nèi)的壩體，作為進(jìn)行安全性檢測(cè)的壩體； 和選擇距離爆破區(qū)域在第二設(shè)定距離范圍內(nèi)，并且有水的壩體作為進(jìn)行安全性檢測(cè)壩體，其中所述第二設(shè)定距離大于第一設(shè)定距離。較佳地，所述針對(duì)選擇的壩體設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備包括針對(duì)選擇的壩體，在壩體上設(shè)置多個(gè)傳感器，并設(shè)置接收每個(gè)傳感器發(fā)送的信號(hào)的振動(dòng)記錄儀，其中至少ー個(gè)傳感器設(shè)置在該壩體在爆破振動(dòng)的來(lái)波方向的位置上，并且至少ー個(gè)傳感器設(shè)置在該壩體在爆破振動(dòng)的去波方向的位置上。較佳地，所述確定壩體的主振動(dòng)頻率包括根據(jù)每個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的壩體在爆破振動(dòng)下的振動(dòng)速度，確定壩體的最大振動(dòng)速度；根據(jù)確定的壩體的最大振動(dòng)速度，確定壩體的主振動(dòng)頻率。較佳地，所述確定壩體的最大振動(dòng)速度包括針對(duì)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)、每個(gè)傳感器獲取的壩體在該時(shí)間點(diǎn)上的振動(dòng)速度，查找每個(gè)時(shí)間點(diǎn)下獲取的振動(dòng)速度的最大值；將獲取的每個(gè)振動(dòng)速度的最大值，進(jìn)行傅里葉變換，得到不同頻域下壩體對(duì)應(yīng)的每個(gè)最大振動(dòng)速度。較佳地，所述根據(jù)監(jiān)測(cè)到的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)カ分布，包括針對(duì)每個(gè)檢測(cè)壩體，根據(jù)其壩體模型采用有限元分析方法，將壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率作為壩體模型的輸入?yún)?shù)，根據(jù)壩體模型的輸出確定該壩體的應(yīng)カ分布。本發(fā)明提供了一種防洪壩系的安全性檢測(cè)方法，該方法對(duì)防洪壩系中壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)獲取的壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)カ分布，根據(jù)確定的壩體應(yīng)力分布對(duì)壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)。由于在本發(fā)明中可以確定壩體的主振動(dòng)頻率，井根據(jù)壩體的主振動(dòng)頻率對(duì)壩體的安全性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而提高了壩體安全性檢測(cè)的全面性，使壩體更加的安全，并且可以根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果把壩體進(jìn)行加固，從而延長(zhǎng)壩體的壽命。


圖1為本發(fā)明提供的防洪壩系的安全性的檢測(cè)過(guò)程；圖2為本發(fā)明提供的該防洪壩系的安全性檢測(cè)的詳細(xì)過(guò)程；圖3為本發(fā)明提供的速度傳感器在壩體上的設(shè)置位置示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為了保證防洪壩系的安全性，延長(zhǎng)防洪壩系的壽命，提供了ー種防洪壩系的安全性檢測(cè)方法。下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本發(fā)明中為了保證防洪壩系的安全性，延長(zhǎng)壩系的壽命，在對(duì)防洪壩系中的每個(gè)壩體進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，結(jié)合每個(gè)壩體的滲流壓力、位移以及受到爆破振動(dòng)影響的承載力，對(duì)每個(gè)壩體進(jìn)行安全性檢測(cè)。圖1為本發(fā)明提供的防洪壩系的安全性檢測(cè)過(guò)程，該過(guò)程包括以下步驟
SlOl 對(duì)防洪壩系中的每個(gè)壩體的滲流壓力以及壩體的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于在本發(fā)明中防洪壩系受到了爆破的影響，因此在對(duì)防洪壩系中的壩體安全性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為了提高檢測(cè)的效率，需要在防洪壩系中選擇進(jìn)行檢測(cè)的壩體，對(duì)選擇的壩體進(jìn)行安全性的檢測(cè)。S102:根據(jù)壩體上設(shè)置的監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的相應(yīng)位置的振動(dòng)速度，確定壩體的主
振動(dòng)頻率。其中，確定壩體的主振動(dòng)頻率包括根據(jù)每個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的壩體在爆破振動(dòng)下的振動(dòng)速度，確定壩體的最大振動(dòng)速度；根據(jù)確定的壩體的最大振動(dòng)速度，確定壩體的主振動(dòng)頻率。在本發(fā)明在根據(jù)壩體上設(shè)置的傳感器監(jiān)測(cè)到相應(yīng)位置的振動(dòng)速度之前，還包括 在防洪壩系中選擇進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體，在選擇的壩體上選擇監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)置位置，在選擇的位置上設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備。S103:根據(jù)監(jiān)測(cè)到的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)力分布并對(duì)所述壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明中在選擇進(jìn)行安全性檢測(cè)的壩體吋，可以將所有的壩體作為安全性檢測(cè)的壩體，但是為了節(jié)省檢測(cè)成本，提高檢測(cè)的效率，在本發(fā)明中選擇部分壩體作為進(jìn)行檢測(cè)的壩體。具體的，在本發(fā)明中選擇進(jìn)行安全性檢測(cè)的壩體吋，可以基于以下至少ー種方法進(jìn)行選擇包括選擇具有代表性的壩體作為進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體，和選擇對(duì)爆破要求比較高的壩體作為進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體。其中，當(dāng)壩體的結(jié)構(gòu)特性基本相似吋，具有代表性的壩體為距離爆破區(qū)域在第一設(shè)定距離范圍內(nèi)的壩體，而對(duì)爆破要求比較高的壩體包括，距離爆破區(qū)域在第二設(shè)定距離范圍內(nèi)，并且有水的壩體，其中第二設(shè)定距離大于第一設(shè)定距離。具體的例如，在選擇進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體吋，將距離爆破區(qū)域比較近的第一設(shè)定距離范圍內(nèi)的壩體，作為進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體，并且當(dāng)距離爆破區(qū)域第二設(shè)定距離范圍內(nèi)的壩體有水吋，則可以將距離爆破區(qū)域第二設(shè)定距離范圍內(nèi)、有水的壩體也作為進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體。當(dāng)選擇了進(jìn)行安全性檢測(cè)的壩體后，對(duì)該壩體的滲流壓力以及位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并且一般在對(duì)壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在壩體中的水位較高時(shí)，才開(kāi)始進(jìn)行監(jiān)測(cè)。而壩體中的水位通過(guò)設(shè)置在壩體中的水位標(biāo)尺來(lái)確定。當(dāng)確定壩體中的水位值超過(guò)水位標(biāo)尺上的設(shè)定值吋，認(rèn)為壩體中的水位較高，對(duì)該壩體的滲流壓力以及位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體的，在對(duì)壩體的滲流壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，可以在壩體的側(cè)面上設(shè)置設(shè)備，例如 速度傳感器，通過(guò)設(shè)置的速度傳感器監(jiān)測(cè)壩體因?yàn)樗疂B流產(chǎn)生的滲流壓力。而對(duì)于獲取壩體的位移吋，則可以通過(guò)設(shè)置在壩體上的全球定位系統(tǒng)(GlcAal Positioning System, GPS)確定。圖2為本發(fā)明提供的該防洪壩系的安全性檢測(cè)的詳細(xì)過(guò)程，該過(guò)程包括以下步驟S201 選擇距離爆破區(qū)域在第一設(shè)定距離范圍內(nèi)的壩體，作為進(jìn)行安全性檢測(cè)的壩體，并選擇距離爆破區(qū)域在第二設(shè)定距離范圍內(nèi)，并且有水的壩體作為進(jìn)行安全性檢測(cè)壩體，其中，所述第二設(shè)定距離大于第一設(shè)定距離。
S202:在進(jìn)行監(jiān)控的壩體上選擇進(jìn)行監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)置的位置，在選擇的位置上設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備，并設(shè)置相應(yīng)的滲流壓カ監(jiān)測(cè)設(shè)備及GPS。上述兩個(gè)過(guò)程在進(jìn)行壩體安全性的檢測(cè)吋，只需要一次設(shè)置即可，當(dāng)在進(jìn)行檢測(cè)的壩體上設(shè)置了監(jiān)測(cè)設(shè)備后，每次進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)接收設(shè)置的監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的結(jié)果即可。如果需要對(duì)其他壩體或者壩體的其他位置進(jìn)行安全性檢測(cè)，則可以重復(fù)上述兩個(gè)步驟，在相應(yīng)的壩體上設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備。S203 對(duì)防洪壩系中的每個(gè)壩體的滲流壓力以及壩體的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。S204:根據(jù)壩體上設(shè)置的監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的相應(yīng)位置的振動(dòng)速度，確定壩體的最大振動(dòng)速度。其中，確定壩體的最大振動(dòng)速度包括針對(duì)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)獲取的壩體在該時(shí)間點(diǎn)上的振動(dòng)速度，查找每個(gè)時(shí)間點(diǎn)下獲取的振動(dòng)速度的最大值；將獲取的每個(gè)振動(dòng)速度的最大值，進(jìn)行傅里葉變換，得到不同頻域下壩體對(duì)應(yīng)的每個(gè)最大振動(dòng)速度。S205 根據(jù)確定的壩體的最大振動(dòng)速度，確定壩體的主振動(dòng)頻率。S206:根據(jù)監(jiān)測(cè)到的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)力分布并對(duì)所述壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)。為了有效的監(jiān)測(cè)壩體在爆破作用下的速度特征，需要對(duì)壩體進(jìn)行全面的檢測(cè)。并且為了實(shí)現(xiàn)對(duì)壩體的全面監(jiān)測(cè)，可以在壩體的每個(gè)位置都設(shè)置傳感器，但為了節(jié)省監(jiān)測(cè)的成本，并提高監(jiān)測(cè)的效率，在本發(fā)明中可以在壩體上選擇具有代表性的位置設(shè)置傳感器。具體的在本發(fā)明中壩體上具有代表性的位置包括壩體的頂端位置、壩體的壩底位置，另外，還可以選擇壩體的中間位置，這幾個(gè)位置可以較全面的反應(yīng)壩體在爆破振動(dòng)作用下的速度特征。該傳感器可以為速度傳感器，該速度傳感器可以采用三分量檢波器，其中該三分量檢波器可以將三個(gè)方向的地震信號(hào)，同時(shí)接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其具有水平調(diào)節(jié)指標(biāo)和方位指調(diào)節(jié)指標(biāo)。圖3為本發(fā)明提供的該速度傳感器在壩體上的設(shè)置位置示意圖，根據(jù)圖3所示，在該壩體頂端的中心線上設(shè)置了三個(gè)速度傳感器，其中兩個(gè)速度傳感器分別位于壩體頂端中心線的兩端1和3，第三個(gè)速度傳感器位于壩體頂端中心線的中間位置2，另外在垂直于壩體中心線，并經(jīng)過(guò)壩體頂端中心線中點(diǎn)的連線與壩底的交點(diǎn)位置4和5上分別設(shè)置速度傳感器，對(duì)壩體在爆破振動(dòng)作用下的速度特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體在本發(fā)明中將傳感器設(shè)置在壩體的上述位置，是為了較準(zhǔn)確的獲取壩體在爆破振動(dòng)下的速度特征。這是因?yàn)樯鲜鰝鞲衅鞯脑O(shè)置位置4和5，可以使設(shè)置的傳感器分別監(jiān)測(cè)來(lái)波方向和去波方向壩體基底在爆破作用下的速度特征，從而可以獲取到爆破振動(dòng)在到達(dá)壩體后的地震波，以及通過(guò)壩體衰減后的地震波。當(dāng)設(shè)置在壩體上的每個(gè)速度傳感器監(jiān)測(cè)到壩體在爆破作用下的速度特征后，具體的為監(jiān)測(cè)到壩體的振動(dòng)速度后，將監(jiān)測(cè)到的振動(dòng)速度發(fā)送給振動(dòng)信號(hào)記錄儀，振動(dòng)信號(hào)記錄儀將接收到速度傳感器發(fā)送的振動(dòng)速度后，針對(duì)每個(gè)速度傳感器在自身的存儲(chǔ)器中記錄該速度傳感器發(fā)送的振動(dòng)速度，方便后續(xù)對(duì)振動(dòng)速度的調(diào)用和分析。由于在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體上設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備吋，根據(jù)爆破的方式、針對(duì)每個(gè)壩體可知每個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備位于爆破過(guò)程中的來(lái)波方向，還是去波方向。因此當(dāng)每個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備-速度傳感器在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上監(jiān)測(cè)到振動(dòng)速度，并將振動(dòng)速度發(fā)送到振動(dòng)信號(hào)記錄儀記錄并保存后，可以根據(jù)振動(dòng)信號(hào)記錄儀中針對(duì)每個(gè)速度傳感器記錄的振動(dòng)速度，獲取位于壩體來(lái)波方向上的速度傳感器監(jiān)測(cè)到的振動(dòng)速度，以及位于壩體去波方向上的速度傳感器監(jiān)測(cè)到的振動(dòng)速度。通過(guò)在不同時(shí)間點(diǎn)上每個(gè)速度傳感器監(jiān)測(cè)到的振動(dòng)速度，可以確定壩體來(lái)波方向上爆破振動(dòng)的地震波，以及去波方向上爆破振動(dòng)在經(jīng)過(guò)壩體衰減后的地震波，從而確定壩體在爆破振動(dòng)下的響應(yīng)特征，即確定壩體在爆破振動(dòng)下的主振動(dòng)頻率。在爆破的過(guò)程中，毎次爆破的主頻一般都是不一樣的，為了得到壩體在不同的主頻爆破下的最大振動(dòng)速度，即得到壩體的速度反應(yīng)譜，需要進(jìn)行多次爆破，因此需要對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)壩體的振動(dòng)速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體的在確定壩體在爆破振動(dòng)下的主振動(dòng)頻率吋，針對(duì)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)每個(gè)速度傳感器監(jiān)測(cè)到的壩體在該時(shí)間點(diǎn)上的振動(dòng)速度，查找每個(gè)時(shí)間點(diǎn)下該壩體振動(dòng)速度的最大值。 將獲取的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)該壩體振動(dòng)速度的最大值，進(jìn)行傅里葉變換，將該時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，從而得到不同頻域下壩體對(duì)應(yīng)的每個(gè)最大振動(dòng)速度。根據(jù)得到的不同頻域下壩體對(duì)應(yīng)的每個(gè)最大振動(dòng)速度，可以確定壩體的主振動(dòng)頻率，壩體在該主振動(dòng)頻率下其振動(dòng)最為劇烈，最容易被破壞。而且即使爆破產(chǎn)生的地震波在該頻段內(nèi)的振動(dòng)幅度(即振動(dòng)速度的最大值)很小，但是對(duì)于壩體也能引起較為激烈的響應(yīng)(共振)。因此在進(jìn)行爆破吋，需要盡量避免壩體附近的地震波的主頻與該壩體的主振動(dòng)頻率接近。在本發(fā)明中當(dāng)獲取了壩體的滲流壓力，壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率后，即可根據(jù)獲取的壩體的滲流壓力，壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)カ分布， 井根據(jù)確定的壩體的應(yīng)カ分布對(duì)壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)。其中，在本發(fā)明中根據(jù)獲取的壩體的滲流壓力，壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)カ分布，包括針對(duì)每個(gè)檢測(cè)壩體，根據(jù)其壩體模型采用有限元分析方法，將壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率作為壩體模型的輸入?yún)?shù)，則壩體模型的輸出即為壩體的應(yīng)カ分布和位移分布。具體地過(guò)程一般包括如下步驟1)首先用空隙水壓カ計(jì)等設(shè)備測(cè)出土中水的壓カ情況，即得出壩體的滲流壓力。2)然后用全站儀通過(guò)監(jiān)測(cè)測(cè)出壩體的位移，通過(guò)爆破振動(dòng)速度的監(jiān)測(cè)分析得到壩體的主振頻率。3)再建立有限元模型，通過(guò)已經(jīng)測(cè)得的數(shù)據(jù)對(duì)有限元模型進(jìn)行校對(duì)，調(diào)校的參數(shù)包括土的本構(gòu)模型，壩體的邊界剛度等。通過(guò)有限元計(jì)算后得到的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致的情況下，再分析壩體內(nèi)部應(yīng)カ等從而得出壩體的應(yīng)カ分布和位移分布。也就是說(shuō)，壩體的模型主要指有限元模型，是目前通用的方法。具體是根據(jù)壩體幾何建立幾何模型，指定材料及邊界條件，施加荷載，指定算法，進(jìn)行計(jì)算。這里，有限元分析方法是ー種通用的數(shù)學(xué)方法，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是使用有限元方法分析靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的物理體或物理系統(tǒng)，在這種方法中ー個(gè)物體或系統(tǒng)被分解為由多個(gè)相互聯(lián)結(jié)的、簡(jiǎn)單、獨(dú)立的點(diǎn)組成的幾何模型。這種方法中這些獨(dú)立的點(diǎn)的數(shù)量是有限的，因此被稱為有限元。由實(shí)際物理模型中推導(dǎo)出來(lái)的平衡方程式使用到每個(gè)點(diǎn)上，因此產(chǎn)生ー個(gè)方程組。這個(gè)方程組可以用線性代數(shù)的方法來(lái)求解。當(dāng)確定了壩體的應(yīng)カ分布后，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)壩體的安全性的檢測(cè)。根據(jù)壩體的應(yīng)カ 分布結(jié)果，將壩體上應(yīng)カ較大的位置作為壩體的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)壩體的該位置進(jìn)行加固，從而可以延長(zhǎng)壩體的壽命。本發(fā)明提供了一種防洪壩系的安全性檢測(cè)方法，該方法對(duì)防洪壩系中壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)獲取的壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)カ分布，根據(jù)確定的壩體應(yīng)力分布對(duì)壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)。由于在本發(fā)明中可以確定壩體的主振動(dòng)頻率，井根據(jù)壩體的主振動(dòng)頻率對(duì)壩體的安全性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而提高了壩體安全性檢測(cè)的全面性，使壩體更加的安全，并且可以根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果把壩體進(jìn)行加固，從而延長(zhǎng)壩體的壽命。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防洪壩系的安全性檢測(cè)方法，其特征在干，所述方法包括 對(duì)防洪壩系中的每個(gè)壩體的滲流壓力以及壩體的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)；并根據(jù)壩體上設(shè)置的監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的相應(yīng)位置的振動(dòng)速度，確定壩體的主振動(dòng)頻率； 根據(jù)監(jiān)測(cè)到的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)カ分布并對(duì)所述壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)防洪壩系中的每個(gè)壩體的滲流壓カ以及壩體的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)之前，還包括在防洪壩系中選擇進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體，針對(duì)選擇的壩體設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在干，基于以下至少ー種方法，在防洪壩系中選擇進(jìn)行監(jiān)測(cè)的壩體選擇距離爆破區(qū)域在第一設(shè)定距離范圍內(nèi)的壩體，作為進(jìn)行安全性檢測(cè)的壩體；和選擇距離爆破區(qū)域在第二設(shè)定距離范圍內(nèi)，并且有水的壩體作為進(jìn)行安全性檢測(cè)壩體，其中所述第二設(shè)定距離大于第一設(shè)定距離。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在干，所述針對(duì)選擇的壩體設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備包括 針對(duì)選擇的壩體，在壩體上設(shè)置多個(gè)傳感器，并設(shè)置接收每個(gè)傳感器發(fā)送的信號(hào)的振動(dòng)記錄儀，其中至少ー個(gè)傳感器設(shè)置在該壩體在爆破振動(dòng)的來(lái)波方向的位置上，并且至少一個(gè)傳感器設(shè)置在該壩體在爆破振動(dòng)的去波方向的位置上。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述確定壩體的主振動(dòng)頻率包括根據(jù)每個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的壩體在爆破振動(dòng)下的振動(dòng)速度，確定壩體的最大振動(dòng)速度；根據(jù)確定的壩體的最大振動(dòng)速度，確定壩體的主振動(dòng)頻率。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在干，所述確定壩體的最大振動(dòng)速度包括 針對(duì)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)、每個(gè)傳感器獲取的壩體在該時(shí)間點(diǎn)上的振動(dòng)速度，查找每個(gè)時(shí)間點(diǎn)下獲取的振動(dòng)速度的最大值；將獲取的每個(gè)振動(dòng)速度的最大值，進(jìn)行傅里葉變換，得到不同頻域下壩體對(duì)應(yīng)的每個(gè)最大振動(dòng)速度。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述根據(jù)監(jiān)測(cè)到的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)カ分布，包括針對(duì)每個(gè)檢測(cè)壩體，根據(jù)其壩體模型采用有限元分析方法，將壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率作為壩體模型的輸入?yún)?shù)，根據(jù)壩體模型的輸出確定該壩體的應(yīng)カ分布。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防洪壩系安全性的檢測(cè)方法，用以解決現(xiàn)有防洪壩系安全性差，壽命短的問(wèn)題，該方法對(duì)防洪壩系中壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)獲取的壩體的滲流壓力、壩體的位移以及壩體的主振動(dòng)頻率，確定壩體的應(yīng)力分布，根據(jù)確定的壩體應(yīng)力分布對(duì)壩體的安全性進(jìn)行檢測(cè)。由于在本發(fā)明中可以確定壩體的主振動(dòng)頻率，并根據(jù)壩體的主振動(dòng)頻率對(duì)壩體的安全性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而提高了壩體安全性檢測(cè)的全面性，使壩體更加的安全，并且可以根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果把壩體進(jìn)行加固，從而延長(zhǎng)壩體的壽命。
文檔編號(hào)G01H1/00GK102562163SQ20111043494
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者劉殿書(shū), 張新志, 李全生, 李勝林, 郭昭華, 顧大釗 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司