水利工程抗震監(jiān)測(cè)(anti一seismie monito- ring of water projeet)為了解水工建筑物 所在地區(qū)的地震發(fā)展趨勢(shì),地震時(shí)的地面運(yùn)動(dòng)和水工 建筑物的地震反應(yīng)及地震對(duì)工程造成的各種震害而進(jìn) 行的監(jiān)測(cè)。
其目的是通過抗震監(jiān)測(cè)資料,及時(shí)分析震 害原因,采取有效的處理措施,以確保水利工程的安 全。水利工程抗震監(jiān)測(cè)包括儀器監(jiān)測(cè)和震后宏觀檢查 兩部分內(nèi)容,而儀器監(jiān)測(cè)又可分為地震觀測(cè)和強(qiáng)震觀 測(cè)。
地震觀測(cè)通過設(shè)置在基巖露頭上連續(xù)運(yùn)行的地 震位移計(jì),測(cè)定地震波到達(dá)的絕對(duì)時(shí)間和初動(dòng)方向, 旨在r解壩址和庫(kù)區(qū)一定范圍內(nèi)的地震活動(dòng),提供各 種地震參數(shù),作為檢驗(yàn)設(shè)計(jì)地震(包括水庫(kù)誘發(fā)地震 在內(nèi))的依據(jù)之一。為監(jiān)測(cè)水庫(kù)誘發(fā)地震,應(yīng)至少在 大壩截流蓄水前二年,在庫(kù)區(qū)設(shè)置1一3個(gè)臺(tái)站,以取 得庫(kù)區(qū)蓄水前微震活動(dòng)背景的定量資料和監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)各 活動(dòng)斷層的微震活動(dòng);蓄水后,如有誘發(fā)地震跡象, 再進(jìn)行加密,形成臨時(shí)或固定的臺(tái)網(wǎng)。臺(tái)網(wǎng)布設(shè)應(yīng)根 據(jù)庫(kù)區(qū)天然地震活動(dòng)水平、水庫(kù)面積和形狀、庫(kù)區(qū)地 質(zhì)與地形等條件而定。通常各臺(tái)相距30一50公里為宜, 以監(jiān)測(cè)地震的頻度和震級(jí),并測(cè)定庫(kù)區(qū)及鄰近地區(qū)震 中的空間分布。中國(guó)在地震觀測(cè)中,一般采用自制的 DSL一1型(單分向)或DSL一3型(三分向)便攜式短周期 地震儀.在交流電有保障的地區(qū)也可采用DD一1型三 分向短周期地震儀 強(qiáng)震觀測(cè)主要通過設(shè)置在壩址及建筑物各部位 的自行觸發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)的各類強(qiáng)震加速度計(jì)或加速度儀,測(cè) 定壩址的地面運(yùn)動(dòng)與建筑物在其作用下的反應(yīng)過程。 強(qiáng)震觀測(cè)不僅可通過對(duì)比實(shí)測(cè)和設(shè)計(jì)采用的地面運(yùn)動(dòng) 和結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),以判定已建水利工程的安全性,也 是檢驗(yàn)已有抗震理論及其假定,深化對(duì)地震破壞作用 和結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的認(rèn)識(shí)。除了固定的強(qiáng)震觀測(cè)外,在 有短期預(yù)報(bào)、臨震預(yù)報(bào)或已發(fā)生主震的情況下,常趕赴 現(xiàn)場(chǎng),設(shè)置臨時(shí)性強(qiáng)震臺(tái),以灰得預(yù)報(bào)中的大地震或 主震后的余震記錄.這種方法,稱流動(dòng)地震觀測(cè)。強(qiáng)震 觀測(cè)儀器包括拾振、放大、記錄和觸發(fā)起動(dòng)控制等部 分,應(yīng)用較多的三分向強(qiáng)震儀是美國(guó)的RMT一280, SMA一1,SMA一2型,日本的SMAC等型號(hào)。中國(guó)水 利工程中主要選用單分向多道電流光記錄型加速度儀。 震后宏觀檢查在有臨震預(yù)報(bào)或遭受有感地震 后,水利工程管理部門應(yīng)立即對(duì)工程進(jìn)行裂縫、位移、 滑動(dòng)、崩坍、下沉、冒水及滲漏等項(xiàng)目的宏觀檢查, 并作詳細(xì)記錄;檢查地震監(jiān)測(cè)儀器并及時(shí)處理已獲得 的記錄;增加對(duì)工程其他各項(xiàng)常規(guī)觀測(cè)項(xiàng)目的測(cè)讀次 數(shù);保持和主管部門及地震部門的聯(lián)系。在發(fā)現(xiàn)工程 遭受一定程度的震害時(shí),管理部門除應(yīng)根據(jù)情況立即 采取必要的減輕或防止震害繼續(xù)惡化的緊急措施外, 并應(yīng)從速將震情向主管部門報(bào)告。 發(fā)展概況70年代以來,世界各國(guó)對(duì)一些重要水 庫(kù),都已進(jìn)行了地震觀測(cè)工作。
針對(duì)水庫(kù)區(qū)交通不便、 居民稀少的情況,少數(shù)水庫(kù)已采用了有線或無線的遙 測(cè)技術(shù)。日本、美國(guó)、加拿大、意大利等國(guó)在主要的 大壩上都設(shè)置了強(qiáng)震儀。中國(guó)從1963年開始進(jìn)行水利 工程的強(qiáng)震觀測(cè)工作,以后陸續(xù)在一些大壩和主要的 水工建筑物上設(shè)置了強(qiáng)震觀測(cè)臺(tái)陣。80年代以來,有 些國(guó)家在大壩抗震監(jiān)測(cè)中,開始將強(qiáng)震觀測(cè)結(jié)果直接 遠(yuǎn)程輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析計(jì)算。當(dāng)反應(yīng)超過原設(shè) 計(jì)指標(biāo)時(shí),即發(fā)警報(bào),并給出有關(guān)大壩抗震性能的信 息和圖像顯示。有些國(guó)家已發(fā)展到無線電遙測(cè)中心記 錄,以及采用更完善的時(shí)間訊號(hào)裝置和訊號(hào)延時(shí)存儲(chǔ) 設(shè)備等。至于地震時(shí)的動(dòng)水壓力、動(dòng)土壓力、土石壩 中的孔隙動(dòng)水壓力、混凝土工程動(dòng)態(tài)應(yīng)力、應(yīng)變等項(xiàng) 目的監(jiān)測(cè),目前都尚未取得滿意的經(jīng)驗(yàn),有待進(jìn)一步 研究完善。