基于分布式光纖測(cè)溫技術(shù)測(cè)量均質(zhì)土壩浸潤(rùn)線的試驗(yàn)研究與應(yīng)用.pdf

1、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)是判定土石壩滲流狀況與壩坡穩(wěn)定性的重要手段。傳統(tǒng)浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)得到很大發(fā)展和長(zhǎng)時(shí)間大量應(yīng)用,但其點(diǎn)式監(jiān)測(cè)、人工測(cè)量、實(shí)時(shí)性差等不足已阻礙了大壩安全監(jiān)測(cè)發(fā)展:隨著分布式光纖測(cè)溫技術(shù)監(jiān)測(cè)滲流的出現(xiàn)及相關(guān)理論的發(fā)展,為大壩浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)提供了新的方向。目前基于分布式光纖測(cè)溫技術(shù)監(jiān)測(cè)滲流方面主要通過(guò)光纜集中點(diǎn)式測(cè)量與直線型分布式測(cè)量,尚未用于浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)。
　　 本文從浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)的基本原理出發(fā),改進(jìn)光纖敷設(shè)方式,設(shè)計(jì)基于分布式光纖測(cè)溫技

2、術(shù)測(cè)量浸潤(rùn)線的一維圓筒與二維矩形槽模型,展開(kāi)模型試驗(yàn)研究,并運(yùn)用于石牛水庫(kù)浸潤(rùn)線測(cè)量。本文主要研究?jī)?nèi)容及相關(guān)結(jié)論:
　　 (1)測(cè)溫光纜需采用分散環(huán)繞敷設(shè)并對(duì)其進(jìn)行電流加熱。
　　 (2)研究了水位穩(wěn)定及其變化對(duì)光纖溫差值的影響:光纖溫差值始終保持——水中＜水位處＜空氣,且與加熱時(shí)間存在函數(shù)關(guān)系;水位處光纖溫差值介于水位以上與以下之間,可以明顯判定水面位置。水位上升,溫差值突降;位置越高,突降值越大;上升速率越快,變化間

3、隔時(shí)間越短。水位下降,反之。
　　 (3)研究了浸潤(rùn)線穩(wěn)定及其變化對(duì)光纖溫差值的影響:光纖溫差值始終保持--飽和土＜浸潤(rùn)線＜非飽和土,并與加熱時(shí)間存在函數(shù)關(guān)系;浸潤(rùn)線光纖溫差值介于上、下之間,可以判定浸潤(rùn)線位置。浸潤(rùn)線上升,溫差值突降;位置越高,突降值越大;上升速率越快,變化間隔時(shí)間越短。浸潤(rùn)線下降,反之。
　　 (4)利用二維矩形槽模型模擬水面與土體穩(wěn)定滲流并進(jìn)行多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量,研究其對(duì)光纖溫差值的影響,結(jié)果表明:光纖測(cè)

4、量實(shí)時(shí)性好、數(shù)據(jù)量大,測(cè)量數(shù)據(jù)快速、方便反映水面與浸潤(rùn)線位置。
　　 (5)在石牛水庫(kù)已建土壩中布設(shè)傳統(tǒng)與光纖浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),由監(jiān)測(cè)資料得出的壩體光纖浸潤(rùn)線變化規(guī)律與實(shí)際比較吻合。
　　 本論文受教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目“水位漲落時(shí)岸坡漸進(jìn)失穩(wěn)模擬的三維hp型改進(jìn)復(fù)合單元法(20104316120003)”、湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“上游式尾礦壩宏細(xì)觀堆積特性及其壩坡失穩(wěn)模擬研究(11JJ6046)”和湖南省科技廳科技項(xiàng)目“水