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水利工程抗震监测

为了解水工建筑物所在地区的地震发展趋势,地震时的地面运动和水工建筑物的地震反应及地震对工程造成的各种震害而进行的监测。其目的是通过抗震监测资料,及时分析震害原因,采取有效的处理措施,以确保水利工程的安全。水利工程抗震监测包括仪器监测和震后宏观检查两部分内容

为了解水工建筑物所在地区的地震发展趋势,地震时的地面运动和水工建筑物的地震反应及地震对工程造成的各种震害而进行的监测。其目的是通过抗震监测资料,及时分析震害原因,采取有效的处理措施,以确保水利工程的安全。水利工程抗震监测包括仪器监测和震后宏观检查两部分内容,而仪器监测又可分为地震观测和强震观测。

地震观测 通过设置在基岩露头上连续运行的地震位移计,测定地震波到达的绝对时间和初动方向,旨在了解坝址和库区一定范围内的地震活动,提供各种地震参数,作为检验设计地震(包括水库诱发地震在内)的依据之一。为监测水库诱发地震,应至少在大坝截流蓄水前二年,在库区设置1~3个台站,以取得库区蓄水前微震活动背景的定量资料和监测区内各活动断层的微震活动;蓄水后,如有诱发地震迹象,再进行加密,形成临时或固定的台网。台网布设应根据库区天然地震活动水平、水库面积和形状、库区地质与地形等条件而定。通常各台相距30~50公里为宜,以监测地震的频度和震级,并测定库区及邻近地区震中的空间分布。中国在地震观测中,一般采用自制的DSL-1型(单分向)或DSL-3型(三分向)便携式短周期地震仪,在交流电有保障的地区也可采用DD-1型三分向短周期地震仪

强震观测 主要通过设置在坝址及建筑物各部位的自行触发运转的各类强震加速度计或加速度仪,测定坝址的地面运动与建筑物在其作用下的反应过程。强震观测不仅可通过对比实测和设计采用的地面运动和结构地震反应,以判定已建水利工程的安全性,也是检验已有抗震理论及其假定,深化对地震破坏作用和结构破坏机理的认识。除了固定的强震观测外,在有短期预报、临震预报或已发生主震的情况下,常赶赴现场,设置临时性强震台,以获得预报中的大地震或主震后的余震记录,这种方法,称流动地震观测。强震观测仪器包括拾振、放大、记录和触发起动控制等部分,应用较多的三分向强震仪是美国的RMT-280,SMA-1,SMA-2型,日本的SMAC等型号。中国水利工程中主要选用单分向多道电流光记录型加速度仪。

震后宏观检查 在有临震预报或遭受有感地震后,水利工程管理部门应立即对工程进行裂缝、位移、滑动、崩坍、下沉、冒水及渗漏等项目的宏观检查,并作详细记录;检查地震监测仪器并及时处理已获得的记录;增加对工程其他各项常规观测项目的测读次数;保持和主管部门及地震部门的联系。在发现工程遭受一定程度的震害时,管理部门除应根据情况立即采取必要的减轻或防止震害继续恶化的紧急措施外,并应从速将震情向主管部门报告。

发展概况 70年代以来,世界各国对一些重要水库,都已进行了地震观测工作。针对水库区交通不便、居民稀少的情况,少数水库已采用了有线或无线的遥测技术。日本、美国、加拿大、意大利等国在主要的大坝上都设置了强震仪。中国从1963年开始进行水利工程的强震观测工作,以后陆续在一些大坝和主要的水工建筑物上设置了强震观测台阵。80年代以来,有些国家在大坝抗震监测中,开始将强震观测结果直接远程输入计算机进行实时分析计算。当反应超过原设计指标时,即发警报,并给出有关大坝抗震性能的信息和图像显示。有些国家已发展到无线电遥测中心记录,以及采用更完善的时间讯号装置和讯号延时存储设备等。至于地震时的动水压力、动土压力、土石坝中的孔隙动水压力混凝土工程动态应力、应变等项目的监测,目前都尚未取得满意的经验,有待进一步研究完善。