水利水电工程安全监测理论与实践PDF电子书下载

1　水工程与安全 2

1.1　水工程的特点和风险 2

1.1.1　水工程与社会经济发展 2

1.1.2 水工程的特点 3

1.1.3　水工程的风险 5

1.2　水工程事故及失事原因浅析 6

1.2.1　土石坝事故简析 7

1.2.2　混凝土重力坝事故分析 10

1.2.3　拱坝事故分析 11

1.2.4　其他建筑物事故举例 16

1.3　工程安全监测的重要性 20

2　水工建筑物可能出现的工程安全问题及监测重点 23

2.1　挡水建筑物 23

2.1.1 混凝土重力坝 23

2.1.2　拱坝 25

2.1.3 土坝 27

2.1.4　堆石坝 29

2.1.5　支墩坝 31

2.1.6 水闸 32

2.2　泄洪、泄水建筑物 33

2.2.1　溢洪道 34

2.2.2 泄洪隧洞 34

2.3　取水建筑物 35

2.4　输水建筑物 36

2.4.1 明流输水建筑物 36

2.4.2　压力输水建筑物 37

2.5　通航建筑物 38

2.5.1　船闸 38

2.5.2　升船机 39

2.6　电站建筑物 39

2.7　地下洞室与边坡 40

2.7.1　地下洞室 40

2.7.2　边坡工程 42

2.8　堤防工程 42

3　工程安全监测概论 48

3.1　水利工程安全监测发展简况 48

3.2　建立工程安全监测系统的基本思路 50

3.2.1　安全监测的目的 50

3.2.2　监测系统应具备的功能 50

3.2.3　安全监测系统的组成 51

3.3　安全监测系统布置 52

3.3.1　监测项目 52

3.3.2　安全监测系统布置原则 56

3.4　建立工程安全监测系统的一般步骤 58

3.4.1　安全监测系统设计 58

3.4.2　安全监测系统的施工 61

3.4.3　安全监测系统的运行 62

3.5　三峡工程安全监测的实践与认识 63

3.5.1　监测设计工作简要回顾 63

3.5.2　关于三峡工程安全监测系统技术设计 64

3.5.3　三峡工程安全监测系统的几个特点 67

4　安全监测的常规项目及方法 71

4.1　变形监测 71

4.1.1 变形监测网 71

4.1.2　水平位移监测 72

4.1.3 垂直位移监测 80

4.1.4　挠度监测 88

4.1.5　倾斜（转动角）监测 90

4.1.6　特殊基础的变形监测 90

4.1.7 变形监测仪器 91

4.2　应力应变及温度监测 98

4.2.1　应力应变监测 99

4.2.2　基岩变形监测 99

4.2.3　接缝监测 99

4.2.4　温度监测 100

4.2.5　裂缝监测 100

4.2.6　钢筋应力监测 100

4.2.7　土压力监测 101

4.2.8　应力应变及温度监测仪器 101

4.3　渗流监测 108

4.3.1　概述 108

4.3.2　渗透压力监测 108

4.3.3　渗流量监测 110

4.3.4　水质监测 111

4.3.5　渗流监测仪器及设施 112

4.3.6　渗流热监测的理论和方法 115

4.4　环境量监测 118

4.4.1　水位监测 118

4.4.2　温度监测 118

4.4.3 降水量监测 119

4.4.4　水质监测 119

4.4.5　地震监测 119

4.5　巡视检查 120

4.5.1　概述 120

4.5.2　巡视检查工作内容 120

4.5.3　巡视检查程序 121

4.5.4　巡视检查报告 121

5　安全监测设计 125

5.1　挡水建筑物安全监测设计 125

5.1.1 混凝土重力坝安全监测设计 125

5.1.2　拱坝安全监测设计 136

5.1.3 土石坝安全监测设计 142

5.1.4　堆石坝安全监测设计 145

5.1.5　水闸安全监测设计 153

5.2　通航建筑物安全监测设计 157

5.2.1　通航建筑物安全监测设计的主要内容 157

5.2.2　三峡工程双线五级船闸安全监测设计 158

5.3　地下洞室安全监测设计 167

5.3.1　概述 167

5.3.2　监测部位（断面）的选择 168

5.3.3 变形监测 168

5.3.4　渗流监测 169

5.3.5　应力应变监测 169

5.3.6　水力学监测 171

5.4　其他建筑物安全监测设计 171

5.4.1 泄水建筑物安全监测设计 171

5.4.2　导流建筑物安全监测设计 171

5.4.3　取水建筑物安全监测设计 172

5.4.4　输水建筑物安全监测设计 172

5.4.5　滑坡安全监测设计 172

5.4.6　堤防安全监测设计 173

6　专项监测 176

6.1　变形监测网优化设计及实施 176

6.1.1 变形监测网优化设计的理论基础 176

6.1.2 变形监测网的优化设计方法 178

6.1.3　实施效果 185

6.2　水力学特性监测 186

6.2.1 水力学监测的作用和意义 186

6.2.2　水力学监测项目 187

6.2.3　水力学监测方法 188

6.2.4　监测实例 192

6.3　结构动力性状监测 210

6.3.1 结构动力学基础知识 211

6.3.2　动力安全监测的内容和监测目的 213

6.3.3　水利枢纽动力监测部位的选择 213

6.3.4　动力安全监测项目及分类 214

6.3.5　动力安全监测的测点布置 216

6.3.6　动力安全监测仪器 218

6.3.7　动力安全监测资料处理 220

6.3.8　结构动态监测技术要求 222

6.3.9　动力监测实施计划 223

6.4　水工金属结构安全检测与评估 223

6.4.1　水工金属结构概述 223

6.4.2 闸门的形式及功能 223

6.4.3 闸门金属结构安全检测项目 224

6.4.4　检测内容及方法 224

6.4.5　安全评估方法 229

6.4.6　安全检测与评估工作展望 230

6.4.7　工程实践 231

6.5　岩体应力监测 231

6.5.1　岩体初始应力场的量测与确定 231

6.5.2　岩体应力变化监测 237

6.6　爆破影响监测 241

6.6.1　爆破有害效应 241

6.6.2　地基开挖爆破影响监测 242

6.6.3　爆破影响监测技术 243

6.6.4　三峡工程爆破影响监测设计 249

6.7　混凝土温度控制监测 253

6.7.1 温度变化对混凝土结构的影响及危害 253

6.7.2　几个关键的温度控制指标 254

6.7.3　温度监测在施工期的重要性 256

6.7.4　温度监测仪器简介 256

6.7.5　温度监测仪器布置 258

6.8　建筑物老化监测 264

6.8.1　老化监测的目的及意义 264

6.8.2　监测老化的方法 265

6.8.3　大坝老化的目视检查 266

7　安全监测系统的实施和施工期安全监测 272

7.1　安全监测工程的管理和监理 272

7.1.1　安全监测工程的特点 272

7.1.2　安全监测工程管理 273

7.1.3　管理文件的编制与试行 275

7.1.4　安全监测管理、监理工作条例简介 276

7.1.5　安全监测工程监理 278

7.1.6　外部管理与协调 281

7.2　三峡工程施工期监测 282

7.2.1　施工期监测的意义和要求 282

7.2.2 混凝土纵向围堰监测 284

7.2.3　三峡二期土石围堰监测 289

7.2.4　三期碾压混凝土围堰监测 292

7.2.5　双线五级船闸高边坡主要监测成果 296

7.2.6　左厂1～5号坝段工作性态监测 302

7.3　三峡工程蓄水期监测 304

7.3.1　蓄水期监测的意义和要求 304

7.3.2 大坝蓄水期变形监测成果分析 305

7.3.3　大坝蓄水期渗流监测成果分析 309

7.3.4　大坝蓄水期基岩变形与应力应变监测 310

7.3.5 茅坪溪防护土石坝蓄水期监测成果分析 311

8　安全监测数据采集系统 315

8.1　工程安全监测数据采集概论 315

8.1.1　工程安全监测数据采集的任务 315

8.1.2　安全监测数据采集的方法 315

8.1.3　人工采集数据技术 316

8.2　数据采集自动化系统关键技术 317

8.2.1 自动化技术简介 317

8.2.2　数据采集自动化系统的特点 318

8.2.3　前向通道技术 318

8.2.4　网络通信技术 321

8.2.5　雷电防护技术 338

8.3　数据采集自动化系统 343

8.3.1 集中式监测数据采集自动化系统及其应用 343

8.3.2　分布式数据采集系统 345

8.3.3　数据采集自动化系统工程案例——葛洲坝工程部分监测数据采集自动化系统介绍 353

8.4　无线通信在数据采集系统中的应用 356

8.4.1　无线局域网络 357

8.4.2　公共无线通信网络 361

8.4.3　卫星通信网络 362

8.5　数据汇集网络 362

8.5.1　数据汇集网络概述 362

8.5.2　基于Internet的数据汇集 364

8.5.3　基于数据链路层的数据汇集网络 369

8.5.4　基于Ethernet数据汇集网络 372

8.5.5　基于ATM网络的数据系统 374

8.5.6 虚拟局域网VLAN技术 375

8.5.7　数据采集系统安全 376

8.6　数据采集自动化系统规划设计 377

8.6.1　设计内容 377

8.6.2　系统设计原则 378

8.6.3　传感器与自动化装置选型设计 378

8.6.4　数据汇集网络规划 379

8.6.5　数据采集软件 381

9　监测资料分析 384

9.1　概述 384

9.1.1　监测资料分析工作的目的和意义 384

9.1.2　监测资料分析工作的范围和内容 385

9.1.3　监测资料分析工作的基本过程 387

9.2　监测资料分析的准备工作 388

9.2.1　资料收集和可靠性检查 389

9.2.2　物理量转换计算 390

9.2.3　数据整理和整编 395

9.3　监测资料分析的主要方法 395

9.3.1　统计学方法 395

9.3.2　数学模型法 400

9.4　安全监测资料评价体系 411

9.4.1　关于监控测点的选择 411

9.4.2　安全监控指标的拟定 412

9.4.3　安全监测评价方法 413

9.4.4　安全监测资料评价体系的应用 413

9.5　环境（原因）量监测资料分析 414

9.5.1　气温资料分析 414

9.5.2　水温资料分析 416

9.5.3　水位资料分析 417

9.5.4　其他环境量资料分析 417

9.6　效应量监测资料分析 418

9.6.1 变形 418

9.6.2　渗压及渗漏 429

9.6.3　应力应变 432

9.6.4　温度 437

9.7　监测资料反分析 438

9.7.1　概述 438

9.7.2　反分析研究现状 439

9.7.3　常用的反分析方法 440

9.7.4 工程实例 446

10　监测数据管理及安全监测决策支持系统 456

10.1　安全监测决策支持系统设计概论 456

10.1.1 关于决策支持系统的概念 456

10.1.2 系统开发目标 457

10.1.3 系统设计原则 457

10.1.4　系统开发步骤 457

10.2　水利工程安全监测决策支持系统可行性研究和需求分析 459

10.2.1　可行性研究 459

10.2.2　需求分析报告 459

10.2.3 业主认可 461

10.3　大型水利枢纽工程安全监测决策支持系统设计 461

10.3.1　水利枢纽工程安全决策支持系统的开发目标 462

10.3.2　安全决策支持系统的设计原则 462

10.3.3 系统设计依据 462

10.3.4 系统工作流程 462

10.3.5 关于系统的概要设计和详细设计 464

10.3.6　信息管理分系统 466

10.3.7　分析评价分系统 476

10.3.8　辅助决策分系统 488

10.3.9　支持库群 494

10.3.10　多媒体演示模块 509

10.3.11 系统集成与接口 510

10.3.12 网络集成与软硬件平台选型 513

10.3.13 系统容错与纠错 513

10.4　长江堤防隐蔽工程安全监测信息系统设计 514

10.4.1　概述 514

10.4.2 系统总体设计 515

10.4.3　C/S模式下的技术设计 522

10.4.4　B/S模式下的技术设计 529