基于聲發射監測的堤防管涌試驗

明 攀，耿曉明，陸 俊，蔡 新

(1.南京水利科學研究院材料與結構研究所，江蘇 南京 210029；2.南京水利科學研究院水文水資源與水利工程國家重點實驗室，江蘇 南京 210029；3.南京市秦淮河河道管理處，江蘇 南京 210012; 4.河海大學力學與材料學院，江蘇 南京 210098)

堤防是江河湖海重要的防洪工程，擔任著抗洪防汛、輸水排灌的重要任務。我國堤防總長度長，運行時間悠久，隱患種類多且復雜，極易發生管涌、跌窩等險情[1]。為保證堤防汛期的安全運行和及時緊急搶險，開展堤防管涌實時監測具有非常重要的意義[2]。目前堤防安全監測多采用點式和分布式傳感器，建立相應的堤防安全監測與預警系統[3-4]，但是堤防所處的環境惡劣，現有的傳感器存活率低，且傳感器的成本和安裝條件較高，測試范圍有限，容易存在監測盲區[5]。

聲發射技術是一種新型動態的無損檢測技術，具有實時、高靈敏的特點，能實時檢測材料結構的變化，對結構的狀態進行實時探測；對結構的微小變化在線監控；且環境適應能力強，廣泛應用于水利和巖土工程中，對施工期和運行期結構安全進行監測和預報[6]。本文通過開展室內堤基管涌砂槽模型試驗，將聲發射傳感器埋置于堤基中，分析堤基管涌過程中的聲發射信號規律，建立管涌發生和發展的判別準則，實現對堤防管涌的實時監測和預報。

1 試驗方案

1.1 試驗裝置

試驗采用自制的砂槽管涌模型試驗裝置，布置如圖1(a)所示，該模型長200 cm，寬33 cm、高73.5 cm。模型左側為一個長25 cm的進水室，進水室與砂槽之間由一個透水板隔開，使水流均勻流入試樣內。……