Monitorizarea barajelor din materiale locale

Monitorizare barajelor de ctre personal specializat este o modalitate buna pentru detectarea defeciunilor si problemelor structurale precum si de urmrire a comportarii in timp a construciei in comparaie cu modelele de calcul. Pe lng monitorizarea vizuala a taluzelor barajului un ajutor de pre l ofer aparatura de urmrire a comportrii folosita la msurarea infiltraiilor prin, pe sub si in jurul sau; a deplasrilor coronamentului, bermelor si taluzelor, nivelele piezometrice si presiunile apei in porii la nivelului elementelor etane, in fundaii etc.Cei ce analizeaz datele culese de specialitii delegai cu culegerea datelor trebuie sa analizeze tendinele si nu valori singulare ce ies din tipar (posibilitatea introducerii erorilor in msurare este iminenta). Statisticile realizate confirma ca: dezvoltarea teoretica a geotehnicii i sursele din ultimii 30 ani n aplicarea ei practica au contribuit efectiv la ridicarea siguranei n exploatarea barajelor. In al doilea rnd numrul cel mai mare de accidente se refera in special la barajele omogene de pmnt (80 % din totalul celor examinate daca se includ i cele depuse hidraulic care reprezint 12%). Monitorizarea barajelor

Monitorizarea barajelor urmrete doua obiective principale comportarea n ansamblu a lucrrilor i gradul lor de sigurana n diferite condiii de solicitare cunoaterea fenomenelor care se petrec n corpul lor i n terenul de fundaie, n vederea verificrii ipotezelor de calcul i a urmririi proprietilor materialelor de construcie n scopul fie al unor intervenii corespunztoare, fie al folosirii datelor pentru proiectarea altor lucrri similare Monitorizarea barajelor din materiale locale

Parametrii monitorizai se pot grupa in doua categorii aciuni ale mediului nconjurtor mrimi fizice care descriu rspunsul sistemului baraj-fundaie la aciunile mediului nconjurtor Monitorizarea barajelor

In cazul barajelor de umpluturi parametrii principali de rspuns monitorizai sunt urmtorii infiltraii prin corpul barajului si versani presiunea apei din pori in elementele pmntoase de etanare deplasrile si in special tasrile sistemului baraj-fundaie in timpul construciei si exploatrii Monitorizarea barajelor din materiale locale starea de eforturi efective si totale poziia curbei de infiltraie in baraj si in versani deplasri ale versailor starea de deformaie si de eforturi in lucrrile de beton asociate barajului din umplutura

Funcie de poziia pe care o ocupa aparatele n timpul msurtorilor, se deosebesc msurtori executate din exteriorul lucrrii sau din interiorul ei. n cazul elementelor msurabile din exteriorul lucrrii: factorii exteriori se urmresc cu mire i limnigrafe, care servesc la determinarea nivelurilor apei, i termometre simple sau cu transmitere la distanta (telemetre), sare permit determinarea temperaturii mediilor exterioare deplasrile absolute se msoar cu teodolite i nivele de precizie, nsoite de repere i borne n punctele urmrite sau de staie Metodologia si aparatura de msuraClasificarea aparatelor de msura deplasrile reciproce ale unor puncte ale aceleiai verticale, axa deformata a barajului, deplasrile rocii de fundaie se determina cu instalaii pendulare; o asemenea instalaie poate fi cu pendul simplu, cu pendul invers cu plutitor, sau cu pendul diferenial; msurtoarea efectiva se face cu coordimetrul sau coordiscopul micrile rosturilor la golirile de fund se urmresc cu cleme dilatometrice, boluri deformetrice etc., iar n punctele inaccesibile ale rosturilor, cu teledilatometre nclinrile i rotaiile planurilor (seciunilor) verticale sau orizontale se msoar cu inclinometre i fleximetre

Funcie de poziia pe care o ocupa aparatele n timpul msurtorilor, se deosebesc msurtori executate din exteriorul lucrrii sau din interiorul ei. In cazul elementelor msurabile din interiorul lucrrii temperaturile interioare se msoar cu ajutorul teletermometrelor rezistive sau electroacustice; aparatele sunt plantate n punctele sau seciunile urmrite, iar msurtoarea se face de la distanta (coronament, paramentul aval sau galeriile de vizitare) prin intermediul un or cabluri electrice Metodologia si aparatura de msuraClasificarea aparatelor de msura deformaiile specifice se msoar cu extensometre electroacustice (cu coarda vibranta) sau rezistive (cu rezistenta electrica) starea de eforturi interioare sau n fundaie se determina cu telepresmetre, bazate tot pe transmiterea la distanta a unor mrimi electrice; n cazul presiunilor reduse care apar n barajele din materiale locale se utilizeaz doze de presiune electroacustice sau rezistive presiunile interstiiale i subpresiunile se msoar cu dispozitive piezometrice, celule electrice sau cu celule hidrometrice

Mrimile ce trebuie monitorizate la barajele din materiale locale sunt multiple si anume In cazul elementelor msurabile din interiorul lucrrii factorii exterioriMsurtori la barajele din materiale locale caracteristici de infiltraie deformaiile barajului eforturi interioare nivelul apei in lac temperatura aerului temperatura apei poziia curbei de depresiune in interiorul barajului debitul de apa infiltrat prin elementul etan exterioare: deplasrile verticale si orizontale ale coronamentului interioare: deplasrile masivelor la diferite niveluri in baraj (in zonele etane, in prismele de rezistenta, la suprafaa de contact presiuni neutrale in zona etana si la suprafaa de contact cu prismele laterale eforturi totale in masivele de rezistenta, in zona etana sau la contactul cu terenul de fundare.

Dispozitive pentru determinarea factorilor exteriori ce influeneaza infiltraiile Nivelul apei din lac i debitele afluente i defluente sunt controlate printr-un sistem de limnigrafe. Se dispun telelimnigrafe n zona amonte a remuului lacului, n zona prizei i la baraj. Camera limnigrafelor se prevede de obicei intr-o nisa a galeriei de la ultimul nivel din baraj. n plus, pe paramentul amonte se mai dispun mire simple i repere de nivel, care pot fi urmrite cu uurina.

Dispozitive pentru determinarea factorilor exterioriTemperatura aerului se msoar cu termometrele utilizate n meteorologie. Aplicaiile pentru msurarea temperaturii se mpart in doua categorii principale. De exemplu, n timpul ncercrilor de a detecta infiltraiile in vederea monitorizrii modelul de infiltrare la un baraj de umpluturi, temperaturile sunt monitorizate in interiorul umpluturii. n al doilea rnd, atunci cnd un traductor(cititor) n sine este sensibil la schimbrile de temperatur, atunci trebuie aplicate datelor msurate corecii care in cont de influenta termic.Pentru msurarea temperaturilor la distanta sunt folosite trei tipuri de aparate: termistori, termocuple si aparate cu rezistenta variabila.Denumirea de termistor deriva din rezistenta sensibila la temperaturi. Practic avem un semiconductor care i modifica rezistenta la variaii de temperatura. Termocupla este compusa din doi conductori din metale diferite unite intr-o mbinare de msurare. La orice temperatura mai mare dect 0 absolut un mic voltaj este produs intre cei doi semiconductori, voltaj direct proporional cu temperatura mediului.

Pnza freatica este definite ca fiind locul geometria al punctelor dintr-un acvifer in care presiunea este egala cu presiunea atmosferica, fiind situata mai jos dect zona afectata de fenomenul de capilaritate. In cazul elementelor msurabile din interiorul lucrrii Zona situata sub acest loc geometric si un strat impermeabil se numete strat freatic sau acvifer. Msurarea presiunii piezometrice

Cel mai uzual dispozitiv pentru msurarea presiunii apei in pori, nivel pnza freatica etc. este tubul piezometric si are mai multe domenii de aplicare.Aplicaiile la care se folosesc tuburile piezometrice se mpart in doua categorii:Msurarea presiunii piezometriceIn prima categorie sunt incluse determinri cu privire la condiiile de presiune hidrostatica, monitorizare infiltraiilor , funcionalitatea drenurilor si coloanelor drenante etc. In a doua categorie, prin monitorizarea presiunii apei din pori este posibila o apreciere a strii de eforturi in timpul procesului de consolidare a fundaiei, a materialului din corpul barajului ca efect al scderii brute de nivel.

Aparate de masura a presiunii piezometriceAvantajeUor de instalatSe citete pe loc DezavantajePoate fi folosit doar n zone saturate cu un singur strat AvantajeFiabilSucces demonstrat o perioada lunga de timpSe autoaereaza dac este dimensionat corectPoate fi folosit n determinarea permeabilitiiPoate fi automatizat uor prin amplasarea de celule de presiune etc. DezavantajePoate duce la apariia de ntrzieri n rspunsSensibil la instalareDaca este montat pe parcursul construciei poate influenta gradul de compactare n jurul sauProbleme de ngheFiltrul se poate colmata

Aparate de masura a presiunii piezometriceAvantajeNu prezint ntrzieri n cea ce privete rspunsul la schimbri de presiuniAcces la componentele ce necesit calibrareInterferena minima cu construcia n sineNu apar probleme de nghe DezavantajePresupune sursa de aerInstalarea i calibrare este migloasa AvantajeSimplu de cititNu prezint ntrzieri n cea ce privete rspunsul la schimbri de presiuniInterferena minima cu construcia Efectul conductorilor este minimPoate citi presiuni negativeNu apar probleme de nghe DezavantajeModificri ale citiriiO datorita alunecrii firului

Aparate de masura a presiunii piezometrice

Aparate de masura a presiunii piezometrice

Msurarea debitelor infiltrate

Msurarea debitelor infiltrate In funcie de diferenele de nivel datorate ngustrii se pot etalona tabele cu valori ale debitelor. Atunci cnd se proiecteaz astfel de instalaii este foarte important ca dimensiunile si gabaritele poriunii Pharshall sa nu permit formarea de blocaje sau de formarea unui strat de gheata.

Msurarea debitelor infiltrate In funcie de diferenele de nivel datorate ngustrii se pot etalona tabele cu valori ale debitelor. Atunci cnd se proiecteaz astfel de instalaii este foarte important ca dimensiunile si gabaritele poriunii Pharshall sa nu permit formarea de blocaje sau de formarea unui strat de gheata.

Metodele de topografie sunt folosite pentru a monitoriza magnitudinea deformaiilor de orizontal si vertical ale punctelor de pe suprafaa si la baza de barajelor din materiale locale. Msurarea debitelor infiltrateAtunci cnd sunt instalate instrumente din corpul barajului, metodele topografice sunt in cele mai multe cazuri comparate cu o citire de referina. Metodele topografice includ nivelmentul, triangulaia, msurarea tasrilor relative, nivelment trigonometric, fotogrametrie, metode GPS etc. Toate msurtorile topografice trebuie raportate o serie de reperi nivelitici , fie ca vorbim de deplasri orizontale fie ca vorbim de tasri.

Toate msurtorile topografice trebuie raportate o serie de reperi nivelitici , fie ca vorbim de deplasri orizontale fie ca vorbim de tasri. Trebuie avut grija ca aceste repere sa nu fie afectate de tasri datorate fenomenului de nghe dezghe, ca terenul de fundare sa fie stabil si nedeformabil, sa nu fie accesibil cu uurin pentru persoane neautorizate. Msurarea deformatiilor

Extensometrele sunt instrumente de msura si control folosite la msurarea deplasrilor relative intre doua sau mai multor puncte de pe o axa sau dintr-o conducta. Poziiile punctelor pot fi determinate mecanic sau prin metode electrice. Pentru determinarea deformaiilor absolute, cel puin un punct trebuie sa fie amplasat intr-o poziie nedeformabila, sau poziia za trebuie raportata periodic la nite reperi nivelitici de control. Axa sau tubul pe care sunt poziionate punctele poate fi orizontala sau verticala, in funcie de deplasrile relative ce se dorete a fi msurate. Msurarea deformatiilor. ExtensometreleMai multe tipuri de extensometre sunt cunoscute si folosite pe scara larga :

Sistemul torpedoEste compus dintr-o serie de tuburi interioare si exterioare, cu poriuni alternante ncastrate la diferite nivele din umplutura. Reazemele asigura o deplasare verticala odat cu masivul la nivelul la care este msurata deformaia. Msurtorile se fac cu ajutorul sondei cu mecanism de clinchet, care nregistreaz poziia fiecrui reper pe verticala. Cnd sonda ajunge la baza tuburilor clapele se retrag in interior permind extragerea ei din tubulatura. Dezavantajul acestui sistem este limitarea aplicabilitii sale la zona de umpluturi, amplasarea in fundaii nefiind posibila.Msurarea deformatiilor. Extensometrele

Dispozitiv pentru determinarea deformaiilor cu bobina de inducie este compus dintr-un sistem tubular ce permite introducerea in interior a unei sonde de tipul celei prezentate in capitolul dfs . La nivelul punctelor de interes sunt plasate (in jurul tubului) inele sau placi metalice. Msurarea deformatiilor. Extensometrele

Sistemul este sensibil la deplasri orizontale, orice deplasare de acest fel poate afecta in continuare orice citire efectuata la nivelul inelelor, datorita influenrii poziiei inelelor metalice. Acest sistem poate fi amplasat si orizontal in vederea msurtorilor deplasrilor orizontale.

Extensometru cu declanator magnetic este compus din o serie de magnei ancorai elastic, dispui in jurului unui tub in aa fel nct sa surprind deformaiile permind msurarea lor si acolo unde valoarea lor este foarte mare. Msurarea deformatiilor

Exensometri fici sunt folosii in vederea determinrii deplasrilor relative intre doua sau mai multe puncte fr a folosi aparate ajuttoare. Sunt folosii la determinarea tasrilor, deformaiilor orizontale etc. In continuare o sa prezint trei tipuri folosite uzual Msurarea deformatiilorPlatformele de tasare se folosesc pentru a determina tasrile fundaiei barajelor din pmnt si nu numai. Se folosesc platforme din beton , lemn sau metal; la ele se ataeaza tuburi trase pana la nivelul superior al umpluturilor.

Msurarea deformatiilorDeterminarea tasrilor interioare sunt folosite atunci cnd se monitorizeaz consolidarea umpluturilor si a fundaiei unui baraj. Un principiu vorbim de un tub ancorat la baza si una exterioara care sa o protejeze de efectul contactului cu restul umpluturii.

Exensometri fici sunt folosii in vederea determinrii deplasrilor relative intre doua sau mai multe puncte fr a folosi aparate ajuttoare. Sunt folosii la determinarea tasrilor, deformaiilor orizontale etc. In continuare o sa prezint trei tipuri folosite uzual Msurarea deformatiilorExtensometrele cu foraj fix sunt definite ca foraje fixe in roci sau umpluturi cu scopul de a determina deplasri de-a lungul axei sale. Deplasrile pot fi raportate la foraj, sau la un reper nivelitic, oferind valori absolute.

Inclinometrele sunt definite ca fiind aparate de msura si control al deformaiilor tangeniale si normale la un tub flexibil citite prin intermediul unei sonde . sonda conine traductor gravitaionali setai sa determine inclinaii in raport cu verticala. Inclinometrul poate fi montat ntubat sau direct in foraj, de obicei vertical sau apropiat de verticala. Msurarea deformatiilorAcest tip de aparatura este avantajos in momentul in care este amplasat in zone susceptibile alunecrilor sau in zonele de forfecare.

Aparatele de nivelment cu lichid sunt folosite pentru a msura tasrile la nivelul fundaiilor sau umpluturilor unui baraj. Cota relativa este determinata pe baza presiunii data de greutatea coloanei de lichid. Ele sunt o buna alternativa pentru msurarea deformailor verticale, nu influeneaz modul de realizare a umpluturilor si a compactriilor, riscul de avariere a acestor tipuri de instrumente pe parcursul realizrii barajului fiind minim. Sunt sensibile la modificri ale densitii lichidului datorate modificrii de temperatura, la formarea de meniscuri datorate tensiunii superficiale si la discontinuiti in coloana de lichid date de bule de aer ptrunse din exterior.In figura de mai jos este prezentat un dispozitiv de msurare intr-un singur punct. Citirea se face adugnd lichid la punctul la cere se face citirea. Msurarea deformatiilor

****