大壩的安全監(jiān)測對于人們的正常生活及安全有著至關(guān)重要的作用，國家也特別重視監(jiān)測手段的進展情況。我國在50-70年代興修的一批水庫大壩，因當時水平所限，基本上沒有安裝壩體安全監(jiān)測系統(tǒng)。隨著服役年限的不斷延長，這一批庫、壩已呈現(xiàn)出不同程度的病險狀態(tài)，被列為病險庫壩。在對其進行維護的同時，亟待安裝一批現(xiàn)代化的安全監(jiān)測系統(tǒng)對其狀態(tài)進行實時監(jiān)控，據(jù)統(tǒng)計，我國在建的新庫壩以及需要監(jiān)測的病險庫壩總計有4000多座，還有大量的江河護提安全監(jiān)測配套工程。鑒于上述情況，病險庫壩急需采取有效手段監(jiān)測和評定其安全狀況、修復(fù)和控制損傷。在不可抗拒因素下預(yù)警，新建的庫壩應(yīng)積極考慮增設(shè)長期的“健康”監(jiān)測與損傷控制系統(tǒng)，實時地把握工程結(jié)構(gòu)的全壽命質(zhì)量與安全狀況，確保大壩結(jié)構(gòu)的安全、適用和耐久性。
光纖光柵(簡稱FBG)是近10 年來出現(xiàn)的一種新型智能傳感元件，開始應(yīng)用于橋梁、大壩、建筑等工程領(lǐng)域。光纖傳感用于大壩監(jiān)測比之傳統(tǒng)技術(shù)具有明顯優(yōu)勢：(1)精巧輕柔，不致影響埋設(shè)部位的混凝土的性能和力學(xué)參數(shù)，不影響觀測值的代表性：(2)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、抗電磁干擾、準分布測量、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單和精度高。
本節(jié)介紹了利用自行開發(fā)的管式光纖光柵應(yīng)變傳感器檢測了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)變變化，成功監(jiān)測了碾壓仿真混凝土大壩壩段模型在動荷載作用下的彈性應(yīng)變和啟裂應(yīng)變變化趨勢。
通過初步的穩(wěn)定和應(yīng)力應(yīng)變分析，在地震工況下，現(xiàn)大壩體型難以滿足抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力應(yīng)變控制要求。因此，除了進行數(shù)值分析以外，進行大壩動力反應(yīng)和地震破壞模型試驗是十分必要的。本項目對混凝土重力壩進行振動臺模型試驗，通過試驗確定大壩的地震安全性。
該模型采用仿真混凝土材料制作而成，是一種采用水泥、重晶砂、礦石粉、速凝劑等材料配合并嚴格控制含水量和碾壓施工工藝，制成的一種低強度的混凝土仿真材料。此種仿真材料具有較好的線彈性和破壞斷裂脆性，同時由于采用與混凝土材料近似的配方,具有與混凝土材料比較相似的材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線、材料累積損傷曲線和材料斷裂特性。同時，由于這種仿真材料的低強度，可以比較方便地進行從結(jié)構(gòu)彈性微振、彈塑性強振直到斷裂破壞的各個不同階段的全過程模型動力模擬試驗。是用來模擬碾壓混凝土大壩的理想材料。
根據(jù)Ansys軟件分析結(jié)果，如 REF _Ref175192121 \h \* MERGEFORMAT 圖7.1所示，我們在3個薄弱部位安裝了光纖光柵應(yīng)變傳感器。該傳感器為自行封裝的管式光纖光柵應(yīng)變傳感器。
