CN110095396A - 基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,包括试验箱体,水压加压装置与液压系统通过带阀门的管道与试验箱体一侧连通,顶面敞开的试验箱体内部远离进水端的内部放置有纵截面为梯形的均质土石坝模型,梯形的均质土石坝模型的上游坡面上均匀布设有上游加热型光纤电缆体,梯形的均质土石坝模型的下游坡面上均匀布设有下游加热型光纤电缆体,均质土石坝模型的中部设置有中部螺旋回环加热型光纤电缆段。本发明提供的基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置及方法,可以解决多种地质渗流条件下大范围布设分布式光纤面临的各项技术难题,为大坝渗流监测的实现提供了可行技术方案。
Description
技术领域
本发明涉及土石坝监测技术领域,尤其是一种基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置及方法。
背景技术
石坝坝体和坝基异常渗流问题较为普遍,其可能存在的渗透稳定性问题和大坝长期渗流安全问题一直是工程师和学者们关注的重点。然而,在目前的技术水平下,这些异常渗流问题往往较难查清来源和通道,复杂地质条件下的渗流探查更甚,也就无从获得渗流性态的准确描述和渗透稳定性的准确判断依据和参考。
温度场与渗流场具有良好的一致相关性,可利用监测温度场探寻渗流场。温度示踪法是典型的分析方法之一,早期的温度示踪法主要通过在水工建筑物或其基础中埋设大量热敏温度计来进行温度测量,虽然相对于测压管、渗压计方法更灵敏有效且成本低,但是埋设温度计的测温方法同样会出现测量点有限而对渗漏漏检的情况。近年来分布式光纤温度测量技术得到了推广应用,通过埋设在水工建筑物及基础内的光纤实现对沿程各连续测量点进行实时温度采集,并对测量点空间定位,费用更低,且大大提高了发现渗漏通道的概率。
光纤传感测量有两种方法,梯度法和电热脉冲法,这两种方法在工程渗流监测中均得到了一定的应用效果,但主要集中在由温度场反推渗流场的定性分析和建立光纤监测数学方程等理论层面,反推渗流速度的定量分析误差仍较大,缺乏完整的渗流监测理论体系;在土石坝、面板坝等水工建筑物的应用仍处于探索阶段。
因此,为了突破温度示踪的土石坝异常渗流探测关键技术的研究工作,有必要展开基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验方案设计和方法研究,验证分布式光纤测温技术用于土石坝异常渗流检测的可行性,探索渗流流速、流量与光纤测温温度变化值之间的量化关系,确定合理可靠的分布式光纤组合式监测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置及方法,可以解决多种地质渗流条件下大范围布设分布式光纤面临的各项技术难题,为大坝渗流特性的分析提供了基础试验数据支撑,为大坝渗流监测的实现提供了可行技术方案,具有重要的工程应用参考价值和意义。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,包括试验箱体,水压加压装置与液压系统通过带阀门的管道与试验箱体一侧连通,顶面敞开的试验箱体内部远离进水端的内部放置有纵截面为梯形的均质土石坝模型,梯形的均质土石坝模型的上游坡面上均匀布设有上游加热型光纤电缆体,上游加热型光纤电缆体为首尾连接的上游螺旋回环加热型光纤电缆段组成的整体,梯形的均质土石坝模型的下游坡面上均匀布设有下游加热型光纤电缆体,下游加热型光纤电缆体为首尾连接的下游螺旋回环加热型光纤电缆段组成的整体,均质土石坝模型的中部坡面上开设有多个垂直孔道,垂直孔道内设置有中部螺旋回环加热型光纤电缆段,上游加热型光纤电缆体、下游加热型光纤电缆体以及各中部螺旋回环加热型光纤电缆段分别通过连接线与分布式光纤测温系统连接;
均质土石坝模型的不同高程处分别设置有渗流通道装置,试验箱体下游上设有渗流水回收阀门。
渗流通道装置分别设置于均质土石坝模型的0.3米高程处和0.6米高程处。
渗流通道装置包括布置于梯形的均质土石坝模型的上游坡面和下游坡面内部与垂直孔道连通的渗流通道。
渗流通道包括与垂直孔道连通的PVC管,PVC管内插入直径为2毫米的铁丝后填充有渗流填充层,PVC管露出均质土石坝模型的端头内设有堵头。
均质土石坝模型的中部坡面上开设有三个垂直孔道,各渗流通道装置的渗流通道为三个,其渗流填充层分别为土填充层、砂填充层和砾石填充层。
分布式光纤测温系统通过通道扩展器与连接线连接。
种采用上述装置进行土石坝异常渗流组合式监测的方法,该方法包括以下步骤:
步骤1:采用分布式光纤测温系统连接通道扩展器,分别连接上游加热型光纤电缆体、下游加热型光纤电缆体以及各中部螺旋回环加热型光纤电缆段;
步骤2:启动光纤电缆的加热功能,设定第一设定加热温度,待分布式光纤测温系统监测显示光纤测温温度稳定为第一设定加热温度后,稳温一段时间;
步骤3:将水压加压装置与液压系统与带阀门的管道连接,向试验箱体内注入高于第一设定高程的水量,由液压系统上的冷却系统调控水温至设定水温,位于均质土石坝模型的上游面;
步骤4:打开第一设定高程上渗流填充层为土填充层的渗流通道的堵头,并进行此渗漏通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;
步骤5:待分布式光纤测温系统监测采集多组试验数据后,堵住第一设定高程上渗流填充层为土填充层的渗流通道的堵头,开启下游面试验箱体上的渗流水回收阀门,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤6:重复上述步骤2~步骤5,完成第一设定高程上渗流填充层为砂填充层的渗流通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统监测采集多组试验数据后,将第一设定高程上渗流填充层为砂填充层的渗流通道堵塞,开启下游面试验箱体上的渗流水回收阀门,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤7:重复上述步骤2~步骤5,完成第一设定高程上渗流填充层为砾石填充层的渗流通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统监测采集多组试验数据后,将第一设定高程上渗流填充层为砾石填充层的渗流通道堵塞,开启下游面试验箱体上的渗流水回收阀门,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
完成第一设定高程上三个渗流通道的监测;
步骤8:向试验箱体内注入高于第二设定高程的水量,调控水温至设定水温,位于均质土石坝模型的上游面;
步骤9:打开第二设定高程上渗流填充层为土填充层的渗流通道的堵头,并进行此渗漏通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;
步骤10:待分布式光纤测温系统监测采集多组试验数据后,堵住第二设定高程上渗流填充层为土填充层的渗流通道的堵头,开启下游面试验箱体上的渗流水回收阀门,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤11:重复上述步骤8~步骤10,完成第二设定高程上渗流填充层为砂填充层的渗流通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统监测采集多组试验数据后,将第二设定高程上渗流填充层为砂填充层的渗流通道堵塞,开启下游面试验箱体上的渗流水回收阀门,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤12:重复上述步骤8~步骤10,完成第二设定高程上渗流填充层为砾石填充层的渗流通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统监测采集多组试验数据后,将第二设定高程上渗流填充层为砾石填充层的渗流通道堵塞,开启下游面试验箱体上的渗流水回收阀门,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
完成第一设定加热温度,设定水温工况下,六个渗流通道的渗流监测;
步骤13:再次启动光纤电缆的加热功能,设定第二设定加热温度,待分布式光纤测温系统监测显示光纤测温温度稳定为第二设定加热温度后,稳温一段时间;
步骤14:重复上述步骤3~步骤12,完成第二设定加热温度,设定水温工况下,六个渗流通道的渗流监测;
步骤15:再次启动光纤电缆的加热功能,设定第三设定加热温度,待分布式光纤测温系统监测显示光纤测温温度稳定为第三设定加热温度后,稳温一段时间;
步骤16:重复步骤3~步骤12,完成第三设定加热温度,设定水温工况下,六个渗流通道的渗流监测;
步骤17:对上述各工况下采集的温度数据、渗流数据进行数据分析,验证分布式光纤测温技术用于土石坝异常渗流检测的可行性;探索渗流流速、流量与光纤测温温度变化值之间的量化关系;形成基于分布式光纤测温技术的土石坝异常渗流组合式监测方法,实现土石坝异常渗流组合式监测。
第一设定加热温度为40℃,稳温时间为30分钟,设定水温为10℃;
第二设定加热温度为50℃,稳温时间为30分钟,设定水温为10℃;
第三设定加热温度为60℃,稳温时间为30分钟,设定水温为10℃;
第一设定高程为0.3m;第二设定高程为0.6m。
本发明提供的基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置及方法,通过在土石坝模型不同高程位置布置多个渗流通道,采用分布式光纤测温系统,并在土石坝模型上设计上游加热型光纤电缆体、下游加热型光纤电缆体以及各中部螺旋回环加热型光纤电缆段,设置不同阶段、不同渗流情况、不同监测部位的差异化分布式监测,解决了多种地质渗流条件下大范围布设分布式光纤面临的各项技术难题,通过试验明确了准确、可靠、长期的监测手段和方法,为大坝渗流特性的分析提供了基础试验数据支撑,为大坝渗流监测的实现提供了可行技术方案,具有重要的工程应用参考价值和意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为本发明装置的结构示意图;
图2为本发明均质土石坝模型的示意图;
图3为本发明均质土石坝模型的剖视图;
图4为本发明渗流通道的示意图;
图5为本发明水压加压装置的示意图;
图6为本发明水压加压装置的剖视图;
图7为本发明液压系统的示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1-图4所示,一种基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,包括试验箱体12,水压加压装置1与液压系统2通过带阀门13的管道与试验箱体12一侧连通,为均质土石坝模型7上游面供应不同水头、高程和温度的水,顶面敞开的试验箱体12内部远离进水端的内部放置有纵截面为梯形的均质土石坝模型7,梯形的均质土石坝模型7的上游坡面7-1上均匀布设有上游加热型光纤电缆体6,上游加热型光纤电缆体为首尾连接的上游螺旋回环加热型光纤电缆段6-1组成的整体,梯形的均质土石坝模型7的下游坡面7-2上均匀布设有下游加热型光纤电缆体8,下游加热型光纤电缆体为首尾连接的下游螺旋回环加热型光纤电缆段8-1组成的整体,均质土石坝模型7的中部坡面7-3上开设有三个垂直孔道10,垂直孔道10内设置有中部螺旋回环加热型光纤电缆段9,上游加热型光纤电缆体6、下游加热型光纤电缆体8以及各中部螺旋回环加热型光纤电缆段9分别通过连接线5与分布式光纤测温系统3(DTS)连接;
均质土石坝模型7的不同高程处分别设置有渗流通道装置11,试验箱体12下游上设有渗流水回收阀门14。
渗流通道装置11分别设置于均质土石坝模型7的0.3米高程处和0.6米高程处。
渗流通道装置11包括布置于梯形的均质土石坝模型7的上游坡面7-1和下游坡面7-2内部与垂直孔道10连通的渗流通道11-1。
渗流通道11-1包括与垂直孔道10连通的PVC管,PVC管内插入直径为2毫米的铁丝后填充有渗流填充层11-2,PVC管露出均质土石坝模型7的端头内设有堵头。
均质土石坝模型7的中部坡面7-3上开设有三个垂直孔道10,各渗流通道装置11的渗流通道11-1为三个,其渗流填充层11-2分别为土填充层11-3、砂填充层11-4和砾石填充层11-5。
分布式光纤测温系统3通过通道扩展器4与连接线5连接。
均质土石坝模型7高1m,宽2m,坡度为1:2.5,其放置于试验箱体12内,试验箱体12尺寸为8×2×1.25m。
水压加压装置1为现有技术,包括液压油缸1-1,液压油缸1-1通过带连接套1-2的压缩套1-3及套筒1-4与设有压力阀1-5的密封箱体1-6连通,密封箱体1-6与带阀门13的管道连通,如图5和图6所示。
混凝土冷却系统2为现有技术,包括液压水箱2-1,液压水箱2-1上安装有带电机2-2的压力泵2-3,液压控制单元2-4、溢流阀2-5、液控单向阀2-6、电磁换向阀2-7、可控冷却机2-8等部件,如图7所示。
上游螺旋回环加热型光纤电缆段6-1、下游螺旋回环加热型光纤电缆段8-1以及中部螺旋回环加热型光纤电缆段9的制备方法为:将相应直径的钢管(如直径为8厘米的钢管)放置于需要铺设光纤段的位置,将加热型光纤电缆缠绕于钢管上形成螺旋回环加热型光纤,再抽出钢管即制得上游螺旋回环加热型光纤电缆段6-1、下游螺旋回环加热型光纤电缆段8-1以及中部螺旋回环加热型光纤电缆段9。
每两根上游螺旋回环加热型光纤电缆段6-1之间的间距为20厘米,每两根下游螺旋回环加热型光纤电缆段8-1之间的间距为20厘米。
实施例二
采用上述装置进行土石坝异常渗流组合式监测的方法,该方法包括以下步骤:
步骤1:采用分布式光纤测温系统3(DTS)连接通道扩展器4,分别连接上游加热型光纤电缆体6、下游加热型光纤电缆体8以及各中部螺旋回环加热型光纤电缆段9;
步骤2:启动光纤电缆的加热功能,设定加热温度为40℃,待分布式光纤测温系统3监测显示光纤测温温度基本稳定为40℃后,稳温30min;
步骤3:将水压加压装置1与液压系统2与带阀门的管道连接,向试验箱体12内注入0.5m高程的水量,水温设定为10℃,位于均质土石坝模型7的上游面;
步骤4:打开0.3m高程上渗流填充层11-2为土填充层11-3的渗流通道11-1的堵头,并进行此渗漏通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;
步骤5:待分布式光纤测温系统3监测采集多组试验数据后,堵住0.3m高程上渗流填充层11-2为土填充层11-3的渗流通道11-1的堵头,开启下游面试验箱体12上的渗流水回收阀门14,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤6:重复上述步骤2~步骤5,完成0.3m高程上渗流填充层11-2为砂填充层11-4的渗流通道11-1上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统3监测采集多组试验数据后,将0.3m高程上渗流填充层11-2为砂填充层11-4的渗流通道11-1堵塞,开启下游面试验箱体12上的渗流水回收阀门14,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤7:重复上述步骤2~步骤5,完成0.3m高程上渗流填充层11-2为砾石填充层11-5的渗流通道11-1上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统3监测采集多组试验数据后,将0.3m高程上渗流填充层11-2为砾石填充层11-5的渗流通道11-1堵塞,开启下游面试验箱体12上的渗流水回收阀门14,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
完成0.3m高程上三个渗流通道11-1的监测;
步骤8:向试验箱体12内注入1m高程的水量,水温设定为10℃,位于均质土石坝模型7的上游面;
步骤9:打开0.6m高程上渗流填充层11-2为土填充层11-3的渗流通道11-1的堵头,并进行此渗漏通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;
步骤10:待分布式光纤测温系统3监测采集多组试验数据后,堵住0.6m高程上渗流填充层11-2为土填充层11-3的渗流通道11-1的堵头,开启下游面试验箱体12上的渗流水回收阀门14,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤11:重复上述步骤8~步骤10,完成0.6m高程上渗流填充层11-2为砂填充层11-4的渗流通道11-1上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统3监测采集多组试验数据后,将0.6m高程上渗流填充层11-2为砂填充层11-4的渗流通道11-1堵塞,开启下游面试验箱体12上的渗流水回收阀门14,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤12:重复上述步骤8~步骤10,完成0.6m高程上渗流填充层11-2为砾石填充层11-5的渗流通道11-1上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统3监测采集多组试验数据后,将0.6m高程上渗流填充层11-2为砾石填充层11-5的渗流通道11-1堵塞,开启下游面试验箱体12上的渗流水回收阀门14,将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
完成自加热温度40℃工况下,水温10℃工况下,六个渗流通道11-1的渗流监测;
步骤13:再次启动光纤电缆的加热功能,设定自加热温度为50℃,待分布式光纤测温系统3监测显示光纤测温温度基本稳定为50℃后,稳温30min;
步骤14:重复上述步骤3~步骤12,完成自加热温度50℃,水温10℃工况下,六个渗流通道11-1的渗流监测;
步骤15:再次启动光纤电缆的加热功能,设定自加热温度为60℃,待分布式光纤测温系统3监测显示光纤测温温度基本稳定为60℃后,稳温30min;
步骤16:重复步骤3~步骤12,完成自加热温度60℃,水温10℃工况下,六个渗流通道11-1的渗流监测;
步骤17:对上述各工况下采集的温度数据、渗流数据进行数据分析,验证分布式光纤测温技术用于土石坝异常渗流检测的可行性;探索渗流流速、流量与光纤测温温度变化值之间的量化关系;形成基于分布式光纤测温技术的土石坝异常渗流组合式监测方法,实现土石坝异常渗流组合式监测。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案,而不应视为对于本发明的限制,本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下,可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案,包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进,也在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,包括试验箱体(12),水压加压装置(1)与液压系统(2)通过带阀门(13)的管道与试验箱体(12)一侧连通,其特征在于:顶面敞开的试验箱体(12)内部远离进水端的内部放置有纵截面为梯形的均质土石坝模型(7),梯形的均质土石坝模型(7)的上游坡面(7-1)上均匀布设有上游加热型光纤电缆体(6),上游加热型光纤电缆体为首尾连接的上游螺旋回环加热型光纤电缆段(6-1)组成的整体,梯形的均质土石坝模型(7)的下游坡面(7-2)上均匀布设有下游加热型光纤电缆体(8),下游加热型光纤电缆体为首尾连接的下游螺旋回环加热型光纤电缆段(8-1)组成的整体,均质土石坝模型(7)的中部坡面(7-3)上开设有多个垂直孔道(10),垂直孔道(10)内设置有中部螺旋回环加热型光纤电缆段(9),上游加热型光纤电缆体(6)、下游加热型光纤电缆体(8)以及各中部螺旋回环加热型光纤电缆段(9)分别通过连接线(5)与分布式光纤测温系统(3)连接;
均质土石坝模型(7)的不同高程处分别设置有渗流通道装置(11),试验箱体(12)下游上设有渗流水回收阀门(14)。
2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,其特征在于:渗流通道装置(11)分别设置于均质土石坝模型(7)的0.3米高程处和0.6米高程处。
3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,其特征在于:渗流通道装置(11)包括布置于梯形的均质土石坝模型(7)的上游坡面(7-1)和下游坡面(7-2)内部与垂直孔道(10)连通的渗流通道(11-1)。
4.根据权利要求3所述的基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,其特征在于:渗流通道(11-1)包括与垂直孔道(10)连通的PVC管,PVC管内插入直径为2毫米的铁丝后填充有渗流填充层(11-2),PVC管露出均质土石坝模型(7)的端头内设有堵头。
5.根据权利要求4所述的基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,其特征在于:均质土石坝模型(7)的中部坡面(7-3)上开设有三个垂直孔道(10),各渗流通道装置(11)的渗流通道(11-1)为三个,其渗流填充层(11-2)分别为土填充层(11-3)、砂填充层(11-4)和砾石填充层(11-5)。
6.根据权利要求1所述的基于分布式光纤测温的土石坝异常渗流组合式监测试验装置,其特征在于:分布式光纤测温系统(3)通过通道扩展器(4)与连接线(5)连接。
7.一种采用上述权利要求1-6中任一项所述的装置进行土石坝异常渗流组合式监测的方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
步骤1:采用分布式光纤测温系统(3)连接通道扩展器(4),分别连接上游加热型光纤电缆体(6)、下游加热型光纤电缆体(8)以及各中部螺旋回环加热型光纤电缆段(9);
步骤2:启动光纤电缆的加热功能,设定第一设定加热温度,待分布式光纤测温系统(3)监测显示光纤测温温度稳定为第一设定加热温度后,稳温一段时间;
步骤3:将水压加压装置(1)与液压系统(2)与带阀门的管道连接,向试验箱体(12)内注入高于第一设定高程的水量,由液压系统(2)上的冷却系统(2-8)调控水温至设定水温,位于均质土石坝模型(7)的上游面;
步骤4:打开第一设定高程上渗流填充层(11-2)为土填充层(11-3)的渗流通道(11-1)的堵头,并进行此渗漏通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;
步骤5:待分布式光纤测温系统(3)监测采集多组试验数据后,堵住第一设定高程上渗流填充层(11-2)为土填充层(11-3)的渗流通道(11-1)的堵头,开启下游面试验箱体(12)上的渗流水回收阀门(14),将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤6:重复上述步骤2~步骤5,完成第一设定高程上渗流填充层(11-2)为砂填充层(11-4)的渗流通道(11-1)上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统(3)监测采集多组试验数据后,将第一设定高程上渗流填充层(11-2)为砂填充层(11-4)的渗流通道(11-1)堵塞,开启下游面试验箱体(12)上的渗流水回收阀门(14),将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤7:重复上述步骤2~步骤5,完成第一设定高程上渗流填充层(11-2)为砾石填充层(11-5)的渗流通道(11-1)上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统(3)监测采集多组试验数据后,将第一设定高程上渗流填充层(11-2)为砾石填充层(11-5)的渗流通道(11-1)堵塞,开启下游面试验箱体(12)上的渗流水回收阀门(14),将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
完成第一设定高程上三个渗流通道(11-1)的监测;
步骤8:向试验箱体(12)内注入高于第二设定高程的水量,调控水温至设定水温,位于均质土石坝模型(7)的上游面;
步骤9:打开第二设定高程上渗流填充层(11-2)为土填充层(11-3)的渗流通道(11-1)的堵头,并进行此渗漏通道上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;
步骤10:待分布式光纤测温系统(3)监测采集多组试验数据后,堵住第二设定高程上渗流填充层(11-2)为土填充层(11-3)的渗流通道(11-1)的堵头,开启下游面试验箱体(12)上的渗流水回收阀门(14),将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤11:重复上述步骤8~步骤10,完成第二设定高程上渗流填充层(11-2)为砂填充层(11-4)的渗流通道(11-1)上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统(3)监测采集多组试验数据后,将第二设定高程上渗流填充层(11-2)为砂填充层(11-4)的渗流通道(11-1)堵塞,开启下游面试验箱体(12)上的渗流水回收阀门(14),将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
步骤12:重复上述步骤8~步骤10,完成第二设定高程上渗流填充层(11-2)为砾石填充层(11-5)的渗流通道(11-1)上游面、中部及下游面的组合式监测,稳定监测2~4h;待分布式光纤测温系统(3)监测采集多组试验数据后,将第二设定高程上渗流填充层(11-2)为砾石填充层(11-5)的渗流通道(11-1)堵塞,开启下游面试验箱体(12)上的渗流水回收阀门(14),将水完全排入量杯,以此确定渗流水的水量并记录相关数据;
完成第一设定加热温度,设定水温工况下,六个渗流通道(11-1)的渗流监测;
步骤13:再次启动光纤电缆的加热功能,设定第二设定加热温度,待分布式光纤测温系统(3)监测显示光纤测温温度稳定为第二设定加热温度后,稳温一段时间;
步骤14:重复上述步骤3~步骤12,完成第二设定加热温度,设定水温工况下,六个渗流通道(11-1)的渗流监测;
步骤15:再次启动光纤电缆的加热功能,设定第三设定加热温度,待分布式光纤测温系统(3)监测显示光纤测温温度稳定为第三设定加热温度后,稳温一段时间;
步骤16:重复步骤3~步骤12,完成第三设定加热温度,设定水温工况下,六个渗流通道(11-1)的渗流监测;
步骤17:对上述各工况下采集的温度数据、渗流数据进行数据分析,验证分布式光纤测温技术用于土石坝异常渗流检测的可行性;探索渗流流速、流量与光纤测温温度变化值之间的量化关系;形成基于分布式光纤测温技术的土石坝异常渗流组合式监测方法,实现土石坝异常渗流组合式监测。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:
第一设定加热温度为40℃,稳温时间为30分钟,设定水温为10℃;
第二设定加热温度为50℃,稳温时间为30分钟,设定水温为10℃;
第三设定加热温度为60℃,稳温时间为30分钟,设定水温为10℃;
第一设定高程为0.3m;第二设定高程为0.6m。
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