[发明专利]双曲拱坝微震监测系统及方法

摘要

本发明公开了一种双曲拱坝微震监测系统及方法，包括微震感知装置、至少一个信号采集分站、以及数据处理终端；微震感知装置用于在双曲拱坝的蓄水过程中实时监测双曲拱坝各个区域的微震信号，并将所述微震信号发送给信号采集分站，信号采集分站用于对所述微震信号进行模数转换和存储，并将转换后的信号发送给数据处理终端，数据处理终端用于对转换后的信号进行分析，得出双曲拱坝各区域的微震演化数据。本发明首次将微震监测技术应用于水利水电混凝土双曲拱坝监测中，根据微震监测的分析结果推断出双曲拱坝蓄水期坝体中的危险区域，有利于积累和完善双曲拱坝蓄水运营期间的稳定性监测，具有可持续的经济效益和社会效益。

主权项

一种双曲拱坝微震监测系统，其特征在于，包括微震感知装置、与所述微震感知装置相连的至少一个信号采集分站、以及与所述信号采集分站相连的数据处理终端；所述微震感知装置用于在所述双曲拱坝的蓄水过程中实时监测所述双曲拱坝各个区域的微震信号，并将所述微震信号发送给所述信号采集分站，所述信号采集分站用于对所述微震信号进行模数转换和存储，并将转换后的信号发送给所述数据处理终端，所述数据处理终端用于对转换后的信号进行分析，得出所述双曲拱坝各区域的微震演化数据；所述微震演化数据包括：大坝微震活动的主要分布范围、扰动区域和能量集中区域；所述微震感知装置包括多个排列为空间阵列的加速度传感器，所述加速度传感器用于探测所述双曲拱坝在各个区域的微震信号；所述多个排列为空间阵列的加速度传感器为单轴加速度传感器，每六个所述单轴加速度传感器为一组，在每组中，三个所述单轴加速度传感器设置在所述双曲拱坝的坝踵区，另外三个所述单轴加速度传感器设置在所述双曲拱坝的坝趾区，传感器空间距离控制在50米；所述多个排列为空间阵列的加速度传感器按如下方法进行安装：在安装所述加速度传感器之前进行钻孔，钻孔方向指向被监测区域，以实现更合理的布置加速度传感器阵列；加速度传感器安装于孔底的灌浆柱头螺栓上，使用锚杆树脂固定加速度传感器，并耦合紧密，具体为：用快速凝固树脂和水下粘结剂固定到孔底，利用安装杆安装，把加速度传感器电缆穿过加速度传感器安装工具的孔，用安装杆将加速度传感器滑向钻孔底部，并固定4～5分钟；等凝固后，移出安装杆和工具，最后通过专用连接盒把加速度传感器连接到通信电缆上；加速度传感器安装孔孔口用泡沫或水泥砂浆封闭；所述信号采集分站包括与所述微震感知装置相连的信号采集器和与所述信号采集器相连的存储器，所述信号采集器用于对所述微震信号进行模数转换，所述存储器用于对转换后的信号进行存储；所述数据处理终端包括数据处理器和与所述数据处理器远程交互的分析中心，所述数据处理器用于对转换后的信号进行筛选，提取出符合微震分析条件的信号发送给所述分析中心，所述分析中心用于根据提取的信号进行分析，得出所述双曲拱坝各区域的微震演化数据；所述微震感知装置与所述信号采集分站之间采用电缆进行连接，所述信号采集分站与所述数据处理终端之间采用双绞线或光纤进行连接。