NL1024659C2 - Werkwijze voor het bewaken van de gesteldheid van grond- of zanddammen. - Google Patents

Description

; y

Korte aanduiding: Werkwijze voor het bewaken van de gesteldheid van grond- of zanddammen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bewaken van de gesteldheid van grond- en zanddam-men, zoals dijklichamen en andere waterkeringen, taluds bij viaducten en bruggen, en dergelijke constructies, waarbij 5 in de dam, over de te bewaken lengte daarvan, een of meer voor ten minste een van de voor de gesteldheid van de dam verantwoordelijke mechanismen gevoelige sensoren op basis van optische vezels worden aangebracht, welke in een meet-circuit worden opgenomen om veranderingen te detecteren en 10 daarmede corresponderende signalen af te geven.

Een dergelijke werkwijze is bekend. Zo beschrijft het Nederlandse octrooischrift 1000539 een werkwijze, waarbij een of meer optische vezels c.q. vezelkabels zijn ingegraven en ingericht voor het detecteren van in of aan het 15 te bewaken (dijk)lichaam optredende vervormingen c.q. verplaatsingen.

In de publicatie "Patent Abstracts of Japan", vol. 2000, no. 26, 1 juli 2002 & JP 2001 249035A is een soortgelijke werkwijze beschreven waarbij het heel algemeen gaat 20 om het detecteren van met een externe oorzaak samenhangende verandering in de toestand van de dijk(constructie).

Bij de werkwijze volgens de publicaties "Patent Abstracts of Japan", vol. 2000, no. 2, 29 februari 2000 & JP 11304549A en "Patent Abstracts of Japan", vol. 2000, no. 25 20, 10 juli 2001 & JP 200108293A gaat het meer concreet om respektievelijk het detecteren van grondverplaatsingen binnen het (dijk) lichaam en het detecteren van de staat van het (dijk)lichaam door middel van kunstmatig bewerkstelligde vervormingen.

30 Voorts is in de publicatie W096/24826 een werkwijze voor het bewaken van de toestand van dammen beschreven, waarbij door middel van een of meer ingegraven optische vezels c.q. vezelkabels plaatselijk optredende temperatuur-verhogingen worden gedetecteerd welke wijzen op ter plaatse 35 optredende, van buitendijkse zijde komende lekstromen.

1024659“ 2 optredende, van buitendijkse zijde komende lekstromen.

In afwijking van de bekende werkwijzen beoogt de uitvinding het bewaken van de gesteldheid van grond- en zand-dammen door het controleren van het eventueel optreden van 5 bezwijkmechanismen, zoals afname van het volumegewicht van de te bewaken dam, afbraak van organisch materiaal en dergelijke, waarvan de gemeenschappelijke oorzaak in het verschijnsel uitdroging is gelegen.

Volgens de uitvinding wordt dit doel daardoor bereikt, 10 dat ten minste een der sensoren een voor vocht gevoelige sensor is.

Met behulp van deze sensor kan het verloop van het vochtgehalte binnen grond- of zandwal worden bewaakt en kan het bereiken van een voor het optreden van een of meer van 15 de genoemde bezwijkmechanismen kritische lage waarde van dit vochtgehalte tijdig kenbaar worden gemaakt.

Opgemerkt dient te worden, dat voor vocht gevoelige sensoren op basis van optische vezels op zichzelf bekend zijn. Voorbeelden hiervan tonen het Amerikaanse octrooi-20 schrift 4.812.014 en de internationale octrooipublikatie W094/18536. In het eerste geval wordt de sensor toegepast en maakt deze deel uit van een kabel om het binnendringen van vocht te detecteren, terwijl de sensor in het tweede geval o.a. is aangebracht in een mantel van vulmateriaal 25 rond een wapeningsstaaf in een betonconstructie teneinde vocht, dat via de mantel met de wapeningsstaaf in contact zou kunnen komen, te detecteren. De voor vocht gevoelige sensor is in beide gevallen van het type, waarbij de optische vezel op indirecte wijze vochtgevoelig is gemaakt door 30 de vezel als het ware in te bedden in een bij vocht opzwellend materiaal, waarbij een eventueel zwellen van dit materiaal vervormingen van de optische vezel veroorzaakt, welke op gebruikelijke wijze - zoals met behulp van een Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) - worden waargenomen als 35 indicatie dat er vocht is binnengedrongen.

In beide bekende gevallen gaat het derhalve om een toepassing, waarbij vocht ongewenst en normaal niet aanwe- 1024659- 3 zig is, zodat de toegepaste meetapparatuur normaal geen uitslag zal vertonen. Bij toepassing overeenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding daarentegen is de aanwezigheid van vocht juist normaal en essentieel en is het gehal-5 te aan vocht normaal aan veranderingen onderhevig, welke bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding via de vochtgevoelige sensor permanent danwel periodiek zichtbaar kunnen worden gemaakt.

De uitvinding voorziet derhalve in een werkwijze voor 10 het uitvoeren van een continue danwel discreet gedistribueerde meting aan ten minste een grootheid (zoals het vochtgehalte) waarvan de grootte bepalend is voor het al dan niet actief worden van mechanismen onder invloed waarvan het te bewaken waterkerende object zou kunnen bezwijken.

15 Naast de vochtgevoelige sensor, en wel over ten minste een deel van de door eerstgenoemde sensor bestreken bewa-kingslengte kunnen uiteraard ook sensoren van het bij de bekende werkwijzen gebruikte type worden toegepast, waarmede dan vroegtijdig grondverschuivingen (in het horizontale 20 of vertikale vlak) in het te bewaken grondlichaam kunnen worden waargenomen, welke grondverschuivingen zich openbaren in de vorm van in de optische vezel van de sensor optredende rek, waarvan de waarden met eenzelfde type uit-leesinstrument als bij de vochtsensor zijn te meten.

25 Een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt door het gebruik van een type optische sensor, welke is ingericht voor het meten van een of meer mechanische grootheden, zoals de korrelspanning, die representatief zijn voor het dragend vermogen van de 30 grond- of zanddam.

Door overeenkomstig een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding, naast de vochtsensor een tweede type sensor toe te passen is een meer complex bewakingssysteem te verwezenlijken, waarbij rekening wordt 35 gehouden met het feit, dat het grond- c.q. zandlichaam niet overal dezelfde samenstelling heeft en de verschillende voor het bezwijken van de te bewaken constructie verant- 1*024659» 4 woordelijke mechanismen niet overal in dezelfde mate en onderlinge samenhang werkzaam zijn.

Van elk type sensor kunnen uiteraard meerdere exemplaren op verschillende plaatsen c.q. hoogten in het te bewa-5 ken lichaam worden aangebracht.

De werkwijze volgens de uitvinding betekent voor de beheerder in feite een doorlopende kijkoperatie op afstand, waardoor verregaande informatie over het inwendige van het te bewaken object zijn te verkrijgen.

10 De uitvinding wordt hieronder aan de hand van enkele uitvoeringsvormen nader toegelicht.

Fig. l toont een dwarsdoorsnede door een verder in perspektief en schematisch weergegeven dijklichaam met een daarin aangebrachte vochtsensor en de op deze laatste aan-15 gesloten uitleesapparatuur volgens een eerste uitvoeringsvorm; fig. 2 toont een afbeelding op grotere schaal van de door de uitleesapparatuur uit fig. 1 geproduceerde vocht-grafiek; 20 fig. 3 toont een dwarsdoorsnede als weergegeven in fig.

1, waarbij naast de in fig. 1 weergegeven, b.v. voor periodieke aansluiting bestemde uitleesapparatuur, een voor permanente melding bestemde uitleesinrichting is weergegeven; 25 fig. 4 toont een dwarsdoorsnede door een verder in perspektief weergegeven dijklichaam als weergegeven in fig. 1 en 3, met een daarin ondergebrachte, voor het meten van deformaties in het dijklichaam ingerichte reksensor; en fig. 5 toont een met behulp van de sensor uit fig. 4 en 30 de bijbehorende uitleesapparatuur te produceren deformatie-grafiek.

Het in fig. 1 weergegeven dijklichaam 1 heeft de functie van een waterkering tussen b.v. een waterweg met betrekkelijk hoge waterstand a links van het dijklichaam en 35 het rechts van het dijklichaam gelegen, droog te houden achterland.

In een min of meer stabiele situatie wordt het onder de 1024859' 5 naar rechts afhellende lijn b gelegen onderste gedeelte van het dijklichaam 1 rechtstreeks met water vanuit de waterweg links van het dijklichaam gevoed, terwijl het boven de lijn b, dat het zgn. freatische vlak aangeeft, gelegen gedeelte 5 van het dijklichaam 1 zijn voor het functioneren als waterkering benodigde hoeveelheid vocht althans voornamelijk uit neerslag betrekt. Door het graven van een sleuf danwel onder toepassing van de bekende techniek van het gestuurd horizontaal boren wordt op een geschikte hoogte in het 10 dijklichaam 1 een voor vocht gevoelige sensor 2 aangebracht .

Afhankelijk van zich in de lengterichting van het dijklichaam 1 voordoende dan wel als gevolg van wijzigingen in de hoogteligging van het freatische vlak b, alsook wijzi-15 gingen in de hoeveelheden vocht in het dijklichaamgedeelte boven het vlak b zal de sensor 2 aan in de lengterichting ervan variërende vochtgehalten worden blootgesteld, welke overeenkomstige deformaties van de optische vezel tot gevolg hebben. Deze voor het verloop van de vochtigheidsgraad 20 in de lengterichting van het dijklichaam ter plaatse van de sensor representatieve deformatie wordt, in het voorbeeld van fig. 1, op op zichzelf bekende wijze zichtbaar gemaakt met behulp van een in de tekening met 3 aangegeven puls-echo uitleesapparaat (Optical Time Domain Reflectometer), 25 dat via een connector 6 met de optische vezel van de sensor 2 kan worden verbonden.

Fig. 2 toont een momentopname van het uitleesresultaat van het apparaat in de vorm van een grafiek waarin de vochtigheidsgraad van het dijklichaamgedeelte rond de sensor 2 30 als functie van de lengte van de vezel is weergegeven. In deze grafiek zijn voorts die (lengte)gebieden aangeduid, welke op grond van een voldoend te beschouwen vochtgehalte als "veilig", dan wel op grond van een twijfelachtige vochtigheidsgraad als "attentie" vragend, dan wel op grond van 35 een duidelijk te lage vochtigheidsgraad als "alarmerend" zijn aangeduid.

Het uitleesapparaat 3 is zowel voor periodieke als |i024659~ 6 continue aansluiting c.q. uitlezing toepasbaar.

In de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 wordt als alternatief voor een continu aan te sluiten uitleesapparaat van het type volgens fig. 1 een eenvoudiger uitleeseenheid 4 5 toegepast. De continue melding van deze eenheid aan een op afstand gelegen beheer- c.q. controlecentrum heeft het karakter van een "stoplichtfunctie", daar deze neerkomt op het via een computer 5 af te geven signaal "groen" = veilig, "oranje" = attentie of "rood" = alarm. Bij ontvangst 10 van een signaal van de laatstgenoemde kleur kan dan de in fig. 1 weergegeven apparatuur 2 worden ingezet voor het verkrijgen van meer gedetailleerde gegevens over de voch-tigheidswaarden in de in gevaar verkerende gebieden van het dijklichaam.

15 In fig. 4 is in een soortgelijk dijklichaam als weerge geven in fig. 1 een extra sensor 2' aangebracht, welke is ingericht voor het meten van in het dijklichaam optredende verschuivingen. Deze verschuivingen zullen althans voor een groot gedeelte kunnen worden verklaard uit de met de sensor 20 2 volgens fig. 1 gemeten vochtigheidswaarden doch kunnen door bijkomende factoren "voortijdig" zijn veroorzaakt. De in fig. 5 weergegeven uitleesgrafiek komt dus in hoofdzaak met die in fig. 2 overeen doch kan daar om genoemde redenen van afwijken.

25 De sensor 2' wordt bij voorkeur gelijktijdig met en in de buurt van de sensor 2 aangebracht.

Op soortgelijke wijze is het aanbrengen van een derde (in de tekening niet nader weergegeven) sensor mogelijk, waarmede de invloed van (verschillen in) andere mechanische 30 grootheden, zoals het dragend vermogen van het dijklichaam in de vorm van corresponderende verschillen in de voor dat dragend vermogen representatieve korrelspanning in beeld kunnen worden gebracht.

35 1024659-

Claims (2)

1. Werkwijze voor het bewaken van de gesteldheid van grond- en zanddammen, zoals dijklichamen en andere waterkeringen, taluds bij viaducten en bruggen, en dergelijke constructies, waarbij in de dam, over de te bewaken lengte 5 daarvan, een of meer voor ten minste een van de voor de gesteldheid van de dam verantwoordelijke mechanismen gevoelige sensoren op basis van optische vezels worden aangebracht, welke in een meetcircuit worden opgenomen om veranderingen te detecteren en daarmede corresponderende signa-10 len af te geven, met het kenmerk, dat ten minste een der sensoren een voor vocht gevoelige sensor is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, bovendien gekenmerkt door het gebruik van een type optische sensor, welke is ingericht voor het meten van een of meer mechanische groot- 15 heden, zoals de korrelspanning, die representatief zijn voor het dragend vermogen van de grond- of zanddam. 1024659*