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第1章 概述 1

1.1 大坝安全监测的目的和意义 1

1.2 大坝安全监测的基本规定 3

1.2.1 大坝安全监测项目 3

1.2.2 大坝安全监测频次 9

1.2.3 限差要求及符号规定 12

1.3 大坝安全监测的相关依据 14

1.3.1 技术标准和规程、规范 14

1.3.2 施工期工程承包合同认定的文件 15

1.4 大坝安全监测工作的基本要求 16

1.4.1 对监测仪器的基本要求 16

1.4.2 设备安装埋设的基本要求 18

1.4.3 现场观测的基本要求 19

1.4.4 监测自动化的基本要求 20

1.4.5 资料整编分析的基本要求 20

第2章 主要监测仪器 22

2.1 概述 22

2.1.1 安全监测仪器的发展 22

2.1.2 安全监测仪器的一般要求 23

2.2 常用传感器简介 23

2.2.1 差动电阻式传感器 23

2.2.2 振弦式传感器 27

2.2.3 其他原理的传感器 30

2.3 水准仪及其测量原理 31

2.3.1 水准测量原理 31

2.3.2 水准仪和水准尺 31

2.3.3 水准仪使用的基本方法 33

2.4 全站仪及其测量原理 34

2.4.1 水平角测量 34

2.4.2 竖直角测量 37

2.4.3 距离测量 38

2.5 全球导航卫星定位系统（GNSS） 40

2.5.1 全球导航卫星定位系统（GNSS）定位原理 40

2.5.2 全球导航卫星定位系统的特点 41

第3章 巡视检查 43

3.1 巡视监测的必要性 43

3.2 巡视检查要求和频次 44

3.2.1 巡视检查的基本要求 44

3.2.2 巡视检查的分类和次数 44

3.3 巡视检查的范围和内容 45

3.3.1 坝基检查 45

3.3.2 混凝土坝检查 45

3.3.3 土石坝检查 46

3.3.4 面板堆石坝检查 46

3.3.5 泄洪设施检查 46

3.3.6 边坡及近坝库岸检查 47

3.3.7 水库检查 47

3.3.8 监测设施检查 48

3.4 巡视检查的实施 48

3.4.1 准备工作 48

3.4.2 巡视检查方法 48

3.4.3 记录和整理 48

3.4.4 报告编制 50

第4章 环境量监测 52

4.1 环境量监测概述 52

4.2 水位监测 52

4.2.1 测点布置要求 52

4.2.2 观测设备和方法 53

4.2.3 水位观测的准确度要求 55

4.3 降雨量和温度监测 55

4.3.1 降雨量监测 55

4.3.2 水温和气温监测 56

4.4 坝前淤积和下游冲刷监测 57

4.5 环境量的整理 58

第5章 变形监测 63

5.1 概述 63

5.1.1 监测布置原则 63

5.1.2 观测方法 64

5.1.3 变形监测的符号规定、精度、频次要求 66

5.2 视准线法观测 66

5.2.1 活动觇牌法观测 66

5.2.2 小角度法 71

5.3 引张线法 72

5.3.1 引张线的原理与布置 72

5.3.2 引张线的结构 73

5.3.3 观测要求和观测方法 75

5.3.4 误差来源和主要事项 77

5.3.5 无浮托引张线 77

5.4 真空激光准直观测 78

5.4.1 真空激光准直测量原理 78

5.4.2 仪器设备 79

5.4.3 观测方法 80

5.4.4 真空激光准直系统监测实例 80

5.5 挠度观测 82

5.5.1 观测目的和方法 82

5.5.2 倒垂线 84

5.5.3 正垂线 86

5.5.4 垂线观测仪 87

5.6 几何水准观测法 90

5.6.1 垂直位移的布设原则 90

5.6.2 精密水准测量的观测方法 94

5.6.3 精密水准测量观测注意事项 97

5.7 静力水准测量 97

5.7.1 基本原理 98

5.7.2 仪器结构 99

5.7.3 运行维护 99

5.7.4 静力水准自动化监测实例 99

5.8 测量机器人观测法 101

5.8.1 测量机器人 101

5.8.2 基本原理 101

5.8.3 测量机器人自动化观测系统 104

5.8.4 监测数据分析 104

5.8.5 算例分析 104

5.8.6 注意事项 106

5.9 GNSS位移观测 106

5.9.1 GNSS自动化监测系统布设方法 106

5.9.2 GNSS用于变形监测实例 108

5.10 钢丝位移计观测 110

5.10.1 钢丝位移计观测原理 110

5.10.2 测点布置 111

5.10.3 钢丝位移计观测和计算方法 111

5.11 水管式沉降仪观测 112

5.11.1 水管式沉降仪观测原理 112

5.11.2 测点布置 112

5.11.3 水管式沉降仪观测 113

5.12 测斜仪观测法 114

5.12.1 观测点的布置 115

5.12.2 活动式测斜仪 115

5.12.3 固定式测斜仪 121

5.13 接缝及裂缝观测法 122

5.13.1 观测目的 122

5.13.2 测点布置 123

5.13.3 观测仪器 123

5.14 变形监测资料整理 128

第6章 渗流监测 131

6.1 渗流监测内容 131

6.1.1 渗流（透）压力监测 131

6.1.2 孔隙水压力监测 131

6.1.3 渗流量监测 131

6.1.4 水质分析 132

6.2 渗流监测设计 132

6.2.1 混凝土坝渗流监测 132

6.2.2 土石坝渗流监测 133

6.2.3 绕坝渗流 135

6.2.4 近岸坡渗流 135

6.2.5 地下洞室渗流 136

6.2.6 渗流量 136

6.2.7 水质分析 136

6.3 渗流监测方法 136

6.3.1 测压管 136

6.3.2 电测水位计 137

6.3.3 渗压计 137

6.3.4 渗流量监测 139

6.3.5 水质分析 141

6.4 渗流资料整编 141

第7章 应力、应变及温度监测 145

7.1 应力应变监测布置的要求 145

7.1.1 混凝土应力应变监测布置的一般要求 145

7.1.2 重力坝应力应变监测布置的要求 146

7.1.3 拱坝应力应变监测布置的要求 146

7.1.4 面板坝应力应变监测布置的要求 146

7.1.5 防渗墙应力应变监测布置的要求 147

7.1.6 坝基、坝肩及近坝边坡岩体应力应变监测布置的要求 147

7.1.7 地下洞室应力应变监测布置的要求 147

7.2 混凝土应力应变监测 148

7.2.1 混凝土应变监测数据采集与计算 148

7.2.2 混凝土应力应变计算 149

7.3 钢筋应力监测 153

7.3.1 钢筋应力计的布置 153

7.3.2 差阻式钢筋计 154

7.3.3 振弦式钢筋计 154

7.4 压力监测 155

7.4.1 混凝土压应力计 155

7.4.2 土压力计 157

7.5 温度监测 159

7.5.1 温度计布设的一般原则 159

7.5.2 电阻温度计 159

7.6 应力、应变和温度监测资料整理 160

第8章 安全监测自动化 162

8.1 安全监测自动化的发展 162

8.2 自动化监测系统结构 163

8.2.1 集中式自动化监测系统 163

8.2.2 分布式自动化监测系统 163

8.3 监测自动化系统的组成 164

8.3.1 传感器 164

8.3.2 采集站 164

8.3.3 监测中心 165

8.3.4 通讯系统 165

8.4 数据采集单元介绍 166

8.4.1 数据采集单元的组成 166

8.4.2 智能模块 166

8.4.3 智能模块的主要功能和特点 167

8.5 安全监测自动化案例分析 168

第9章 资料整编和资料分析方法 171

9.1 概述 171

9.2 监测资料的整理与整编 172

9.2.1 资料的收集和整理 172

9.2.2 原始观测数据的检验 172

9.2.3 监测数据的计算 173

9.2.4 监测数值的整理和相关关系图的绘制 174

9.2.5 监测资料整编 174

9.3 监测资料的分析 175

9.3.1 资料分析的一般规定 175

9.3.2 监测资料的初步分析 175

9.3.3 监测资料的统计模型分析 176

第10章 大坝安全监测实例分析 187

10.1 三道河水库安全监测实例分析 187

10.1.1 工程概况 187

10.1.2 监测系统概况 190

10.1.3 水平垂直位移监测方法 191

10.1.4 渗流监测方法 196

10.1.5 监测资料整编与分析 197

10.2 天堂水库安全监测实例分析 205

10.2.1 工程概况 205

10.2.2 监测系统概况 206

10.2.3 水平位移观测方法 207

10.2.4 垂直位移观测 211

10.2.5 大坝渗流监测系统 214

10.2.6 监测资料整编与分析 215

10.3 白莲河大坝安全监测实例分析 229

10.3.1 工程概况 229

10.3.2 大坝安全监测概况 231

10.3.3 水平位移观测方法 233

10.3.4 垂直位移观测方法 233

10.3.5 渗透压力观测方法 234

10.3.6 监测资料整编及分析 234

10.4 大坝安全监测常见问题 250

10.4.1 大坝水平位移监测 250

10.4.2 大坝垂直位移监测 251

10.4.3 大坝渗流监测 252

10.4.4 大坝安全监测资料整编与分析 252

参考文献 254